(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータケーシングの前部と後部に配した２つの軸受によってモータシャフトが回転自在に支持され、前記前部軸受よりも外方に突出したモータシャフトの先端部に、歯車変速機に入力回転を与えるためのピニオンが設けられたピニオン付きモータにおいて、
前記モータシャフトが、ロータと一体化され前記後部軸受によって片持支持されたメインシャフトと、先端に前記ピニオンを有し前記前部軸受によって支持されたピニオンシャフトとに、軸方向に二分割され、
且つ、前記メインシャフトの前端とピニオンシャフトの後端が、前記前部軸受と後部軸受の間で軸継手によって結合されていることを特徴とするピニオン付きモータ。
【請求項２】
請求項１において、
前記モータケーシングが、前記後部軸受を介してメインシャフトを保持する本体ケーシングと、前記前部軸受を介してピニオンシャフトを保持する前部カバーとに分割され、前記本体ケーシングの前端に前記前部カバーが結合されていることを特徴とするピニオン付きモータ。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記軸継手として、メインシャフトの前端又はピニオンシャフトの後端のいずれか一方に他方の嵌まる嵌合穴を設け、前記一方と他方を、圧入、焼き嵌め、接着の少なくとも１つの手段で結合したことを特徴とするピニオン付きモータ。
【請求項４】
入力軸線と出力軸線とが平面視で直交した関係にあり、前記入力軸線上においてギヤケース外部からギヤケース内部に挿入されたピニオンにより、前記出力軸線と平行な軸線回りに回転する歯車に入力回転が与えられる直交軸歯車変速機と、モータシャフトの先端部に前記ピニオンを備えたピニオン付きモータとを合体してなる直交軸ギヤドモータにおいて、
前記ピニオン付きモータとして、請求項１〜３のいずれかに記載のピニオン付きモータを使用し、該ピニオン付きモータのモータケーシングと前記直交軸歯車変速機のギヤケースとを結合して一体化したことを特徴とする直交軸ギヤドモータ。
【請求項５】
請求項４において、
前記ピニオンと該ピニオンと噛合する前記歯車がハイポイドギヤよりなることを特徴とする直交軸ギヤドモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータシャフトの先端部にベベルあるいはハイポイドピニオンを備えたピニオン付きモータ、及び、該ピニオン付きモータと直交軸歯車変速機を合体してなる直交軸ギヤドモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、揺動内接噛合式の遊星歯車構造ギヤドモータの場合は、歯車変速機とモータを別シリーズで用意し、適当に選択して組み合わせられるようにしていることがある。従って、歯車変速機と組み合わせるモータとして、多種多様な汎用モータの選択が可能となっている。
【０００３】
しかし、ベベル式やハイポイドを使用した直交軸ギヤドモータの場合は、片持ち状態でピニオンをギヤケース内に配設する関係で、モータの出力軸（モータシャフト）にピニオンを直切りして、ギヤケースとモータとを連結する構造をとっていることが多い。従って、モータと歯車変速機の組み合わせを数多く用意することは難しく、多種多様な汎用モータの使用は実際上困難であった。
【０００４】
図４は、モータの出力軸にピニオンを直切りしたギヤドモータの公知例を示している（特許２６２８９８３号参照）。この図において、１１０はハイポイド歯車を使用した減速機（直交軸歯車変速機）、１５０はモータである。ハイポイド減速機１１０は、入力軸１１１と、中間軸１１２と、出力軸１１３を有している。
【０００５】
入力軸１１１と中間軸１１２は直交した関係にあり、中間軸１１２と出力軸１１３は平行な関係にある。従って、入力軸線Ｌ１と出力軸線Ｌ２は平面視で直交した関係（ねじれの状態）にある。この場合の入力軸１１１は、モータ１５０の出力軸１５１そのものによって構成されており、ギヤケース１１９の外部からギヤケース１１９の内部に挿入され、入力軸１１１の先端部にはハイポイドピニオン１１４が直切りされている。
【０００６】
モータ出力軸１５１は、モータケーシング１５９の前部と後部に配された軸受１５２、１５３により回転自在に支持されており、モータ出力軸１５１の先端部が前部側の軸受１５２よりも外部に突出し、当該部分がハイポイド減速機１１０の入力軸１１１として機能するようになっている。従って、ハイポイドピニオン１１４は、前記前部側の軸受１５２に片持支持された状態でギヤケース１１９内に挿入されている。
【０００７】
ハイポイドピニオン１１４は、中間軸１１２に設けたハイポイドギヤ１１５と噛合し、中間軸１１２に設けた歯車１１６は、出力軸１１３に設けた歯車１１７と噛合している。そして、ハイポイドピニオン１１４から入力された回転が、ハイポイドギヤ１１５→中間軸１１２→歯車１１６→歯車１１７→出力軸１１３と伝達され、出力軸１１３から減速回転出力が取り出されるような構成となっている。
【０００８】
又、図５は直交軸ギヤドモータの別の公知例を示している（特開平５−３００６９５号公報参照）。このギヤドモータは、例えば、揺動内接噛合式の遊量歯車構造に係るギヤドモータのように、減速機とモータをそれぞれ独立した形に分離できるようにし、減速機とモータの組み合わせを自由に選べるようにしたものである。
【０００９】
図５において、２１０はハイポイド減速機、２５０はモータである。ハイポイド減速機２１０において、２１１は入力軸、２１２は中間軸、２１３は出力軸であり、中間軸２１２にハイポイドギヤ２１５と歯車２１６が設けられ、出力軸２１３に歯車２１７が設けられているところまでは、図４のハイポイド減速機と同じである（図では、同じ部品要素に下二桁が同じ符号を付して示してある）。
【００１０】
違うのは、ギヤケース２１９の本体ケース部２１９Ａ（図４のギヤケース１１９に相当する）に連結ケース部２１９Ｂを合体したことと、入力軸２１１をモータ２５０から独立させて、ハイポイド減速機２１０に初めから装備したことである。
【００１１】
入力軸２１１は、先端部がギヤケース本体２１９の外部からギヤケース本体２１９の内部に挿入されており、その先端部にハイポイドピニオン２１４が形成されている。そして、入力軸２１１は、連結ケース部２１９Ｂ内に間隔をおいて配置した２つの軸受２１８Ａ、２１８Ｂによって回転可能に支持されている。
【００１２】
この場合の入力軸２１１はホロー形シャフトで構成されており、両軸受２１８Ａ、２１８Ｂで両持ち支持された入力軸２１１の後端部２１１ａに、後端面の開口からモータ２５０の出力軸２５１の先端部が嵌合連結されている。又、連結ケース部２１９Ｂの端部にはモータ取付フランジ２２０が設けられ、このモータ取付フランジ２２０に、モータ２５０側のフランジ２６０が連結されている。
【００１３】
このように、ハイポイドピニオン２１４を先端に有したホロー形の入力軸２１１を、連結ケース部２１９Ｂに独立して回転自在に取り付けたことによって、図５のハイポイド減速機２１０は、多種多様なモータ２５０との組み合わせが可能となっており、例えば別シリーズのギヤドモータのモータを共通に利用できるようになっている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した２つの公知技術にはいずれも解決すべき課題があった。
【００１５】
まず、図４の技術のように、モータ出力軸１５１の先端部にハイポイドピニオン１１４を直切りしている場合は、多数種類のモータを用意するのに、ピニオンを直切りした多数種類のモータ出力軸を用意しなければならない。つまり、モータの種類毎にハイポイドピニオン１１４を加工しなくてはならない（モータの種類が変わると、モータ出力軸の径や長さが変わるため）。例えば、ハイポイドピニオン１５１は１種類だけ用意すればよい場合であっても、モータの主要機構部分（ピニオン以外の通常のモータとして機能する部分）の種類が異なる毎に、モータの出力軸にピニオンを加工しなくてはならなかった。
【００１６】
しかしながら、周知の如く、ハイポイドピニオンやベベルピニオンは、径方向の寸法及び加工基準面からの寸法の双方の精度が要求され、又、加工工程上、軸の長さが異なる毎に沿具を用意する必要があるため、多数種類のピニオンシャフトを準備するというのは非常にコスト高となるという問題があった。
【００１７】
従って、多数種類のモータを全て歯車変速機に対して組み合わせ可能に用意することは実際上困難であり、予め即座に対応できるように用意したもの以外のモータを組み合わせる場合には、客先からの注文を受けてから沿具の準備を含めてピニオンの加工を開始することが多く、低コスト且つ短納期で納入するのが難しいという問題があった。
【００１８】
又、図５のギヤドモータの場合は、図４のもののようにハイポイドピニオンをモータ出力軸に直切りしないですむため、組み合わせるモータの選択の幅を、サイクロ式ギヤドモータと同様に、汎用モータにまで広げることができるが、別の問題がある。
【００１９】
即ち、ハイポイド減速機２１０の入力軸２１１の紙面右半分側を２つの軸受２１８Ａ、２１８Ｂで両持ち支持しているので、モータ２５０と連結してギヤドモータを完成させた際に、モータ２５０の前端の軸受２５２と、入力軸２１１を支持する軸受２１８Ａ、２１８Ｂとが近い位置で３つ並ぶことになり、そのため、過剰設計となってコストアップになるばかりか、軸方向寸法の増大につながるという問題があった。
【００２０】
本発明は、上記事情を考慮し、ピニオンとモータ主要機構部の組み合わせを容易に多種類用意することができて、低コスト且つ短納期で多種類のギヤドモータを組み上げることができ、しかも、ギヤドモータを構成した場合に軸受の数や軸方向寸法を最小限に抑えることのできるピニオン付きモータ、及び、該ピニオン付きモータを使用した直交軸ギヤドモータを提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、モータケーシングの前部と後部に配した２つの軸受によってモータシャフトが回転自在に支持され、前記前部軸受よりも外方に突出したモータシャフトの先端部に、歯車変速機に入力回転を与えるためのピニオンが設けられたピニオン付きモータにおいて、前記モータシャフトが、ロータと一体化され前記後部軸受によって片持支持されたメインシャフトと、先端に前記ピニオンを有し前記前部軸受によって支持されたピニオンシャフトとに、軸方向に二分割され、且つ、前記メインシャフトの前端とピニオンシャフトの後端が、前記前部軸受と後部軸受の間で軸継手によって結合されていることにより、上記課題を解決したものである。
【００２２】
この発明では、モータシャフトをメインシャフトとピニオンシャフトに軸方向二分割し、モータケーシング内の２つの軸受間でそれらを軸継ぎしたので、軸受の個数を増やさず、又、そのために軸方向寸法を増やさずに、メインシャフトを含んだモータの主要機構部と、先端にピニオンを有したピニオンシャフトとの組み合わせを自由に選択して、多種類のピニオン付きモータを簡単且つ低コストに用意することができる。
【００２３】
その結果、例えば、１種類のピニオンシャフトに対して多種類のモータ主要機構部を組み合わせることが容易にできるようになるため、結果的に多種類のピニオン付きモータを簡単に用意することができる。
【００２４】
その場合、ピニオンシャフト側とメインシャフト側（モータの主要機構部側）の組み合わせを簡単に変えられるようにするため、請求項２の発明では、前記モータケーシングを、前記後部軸受を介してメインシャフトを保持する本体ケーシングと、前記前部軸受を介してピニオンシャフトを保持する前部カバーとに分割し、本体ケーシングの前端に前部カバーを結合している。
【００２５】
従って、この発明ではピニオンシャフトを予め組み込んだ前部カバーと、ロータと一体のメインシャフトを予め組み込んだ本体ケーシングとをそれぞれに用意しておいて適当に選択し合体させれば、簡単に多種類のピニオン付きモータを用意することができる。
【００２６】
請求項３の発明では、前記軸継手として、メインシャフトの前端又はピニオンシャフトの後端のいずれか一方に他方の嵌まる嵌合穴を設け、前記一方と他方を、圧入、焼き嵌め、接着等の結合方法で結合している。
【００２７】
このような手段で結合した場合は、キーやスプラインが不要であるから、低コスト化を図ることができると共に、コンパクト化を図ることもできる。
【００２８】
又、請求項１〜３のいずれかに記載のピニオン付きモータを、直交軸歯車変速機と合体することにより、請求項４の発明の直交軸ギヤドモータが構成されている。
【００２９】
即ち、請求項４の発明は、入力軸線と出力軸線とが平面視で直交した関係にあり、前記入力軸線上においてギヤケース外部からギヤケース内部に挿入されたピニオンにより、出力軸線と平行な軸線回りに回転する歯車に入力回転が与えられる直交軸歯車変速機と、モータシャフトの先端部に前記ピニオンを備えたピニオン付きモータとを合体してなる直交軸ギヤドモータにおいて、前記ピニオン付きモータとして、請求項１〜３のいずれかに記載のピニオン付きモータを使用し、該ピニオン付きモータのモータケーシングと前記直交軸歯車変速機のギヤケースとを結合し一体化したことにより、上記課題を解決したものである。
【００３０】
又、請求項５発明は、前記ピニオンと該ピニオンと噛合する前記歯車をハイポイドギヤとしたものである。
【００３１】
本発明は、モータ軸の先端に形成するピニオンの形状は特に限定されないが、このピニオンが（平行軸型のピニオンではなく）、ハイポイドピニオンのような直交型のピニオンであるときに特にその効果が顕著となる。その理由は前述した通りである。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３３】
図１は本発明の第１実施形態として示すハイポイド式ギヤドモータの断面図である。このギヤドモータにおいて、符号３１０はハイポイド減速機（直交軸歯車変速機）、３５０はピニオン付きモータである。
【００３４】
このハイポイド減速機３１０において、Ｌ１は入力軸線、Ｌ２は出力軸線であり、これらは互いに平面視で直交した関係（ねじれた状態）にある。出力軸３１３は出力軸線Ｌ２上にあり、それと平行に中間軸３１２が配され、該中間軸３１２と直交する関係で、モータ３５０から延ばしたハイポイドピニオン３８２（入力軸に相当）が中間軸３１２とオフセットした位置に配置されている。
【００３５】
出力軸３１３と中間軸３１２は、それぞれ軸受３２１、３２２、３２３、３２４によってギヤケース３１９に回転自在に支持され、中間軸３１２にはハイポイドギヤ３１５と歯車３１６が設けられ、出力軸３１３には中間軸３１２上の歯車３１６と噛合する歯車３１７が設けられている。
【００３６】
一方、モータ３５０は、モータケーシング３５９とモータシャフト３５１を有しており、モータシャフト３５１の先端部に前記ハイポイドピニオン３８２を備えている。モータシャフト３５１は、モータケーシング３５９の前端と後端に配置した２つの軸受３５２、３５３によって、モータケーシング３５９に回転自在に両持ち支持されている。
【００３７】
モータシャフト３５１は軸方向に２つに分離され、前半部がピニオンシャフト３８１とされ、後半部がメインシャフト（本来のモータシャフトに相当）３９１とされている。メインシャフト３９１は、モータ主要機構部分を構成するロータ３６１と一体化され、（ピニオンシャフト３８１装着前において）前記後部側の軸受３５３によって片持支持されている。ピニオンシャフト３８１は、自身の長さ方向の中間部で前記前部側の軸受３５２によって支持され、該軸受３５２よりも外方に突出した先端部分にハイポイドピニオン３８２を有している。そして、メインシャフト３９１の前端とピニオンシャフト３８１の後端が軸継手３８０によって結合されている。
【００３８】
ここでは、軸継手３８０として、ピニオンシャフト３８１の後端に嵌合用軸部３８３が設けられ、メインシャフト３９１の前端に嵌合穴３５４ａを有する嵌合用筒部３５４が設けられ、嵌合用軸部３８３を嵌合用筒部３５４の嵌合穴３５４ａにキー３９０を介して嵌合することで、メインシャフト３９１とピニオンシャフト３８１とが、前記前部側の軸受３５２と後部側の軸受３５３との間で一体に結合されている。
【００３９】
又、モータケーシング３５９は、筒状ケーシング３５５の後端に後部カバー３５６を配すると共に、前端に前部カバー３５７を配し、これらを通しボルト３６３で一体に結合したものであり、筒状ケーシング３５５と後部カバー３５６とにより、モータの主要構成部を成す本体ケーシング３５８が構成されている。
【００４０】
メインシャフト３９１の後端を支持する後部側の軸受３５３は後部カバー３５６に嵌合され、ピニオンシャフト３８１を支持する前部側の軸受３５２は前部カバー３５７に嵌合されている。前部側の軸受３５２は、前部カバー３５７にボルト３６５で結合したスペーサ３６４により抜け止めされており、ピニオンシャフト３８１は、軸受３５２の側面に当接する鍔部３８４と、その反対側に設けた止めリング３８６によって軸方向の位置決めが成されている。なお、軸受３５２の隣には、ピニオンシャフト３８１の貫通部分をシールするためのシール部材３８５が配されている。
【００４１】
そして、ハイポイド減速機３１０の入力軸線Ｌ１上にモータ３５０の軸線を配置し、ハイポイドピニオン３８２をハイポイド減速機３１０のギヤケース３１９内に挿入してハイポイドギヤ３１５に噛合させ、その状態でモータ３５０の前部カバー３５７をギヤケース３１９にボルト３９９で結合することにより、この図のギヤドモータが構成されている。
【００４２】
このギヤドモータの場合、ピニオン付きモータ３５０のモータシャフト３５１を、メインシャフト３９１とピニオンシャフト３８１に二分割した上で軸継ぎしているので、メインシャフト３９１を含んだモータの主要機構部とピニオンシャフト３８１の組み合わせを自由に選択することができる。つまり、ハイポイド減速機３１０に応じて選定したピニオンシャフト３８１に対して、多種類のモータ主要機構部を自由に組み合わせることができる。従って、ハイポイドピニオン３８２の加工をモータ主要機構部の種類毎に行う必要がなくなり、加工コストや部品コストを低減できるばかりでなく、短納期及び低コストでギヤドモータを客先に納品することができる。
【００４３】
又、そのための構成として、図５の公知例のように新たに軸受を付加したりせず、シャフトを分離し軸継ぎした以外は、図４のピニオン直切りタイプと基本的に同じ構成としたので、無駄な軸受を使用しないコンパクトな構造とすることができる。
【００４４】
又、ピニオンシャフト３８１側とメインシャフト３９１側（モータの主要機構部側）の組み合わせを変える場合には、後部軸受３５３を介してメインシャフト３９１を保持する本体ケーシング３５８と、前部軸受３５２を介してピニオンシャフト３８１を保持する前部カバー３５７とを切り離して、新たに結合すればよいので、簡単に多種類のピニオン付きモータ３５０を用意することができ、簡単に多種類のギヤドモータを組み上げることができる。
【００４５】
例えば、図２の実施形態のギヤドモータのように、ブレーキ４７５の付いたモータ４５０を組み合わせることも簡単にできるし、容量を変えたモータを別に組み合わせることも簡単にできる。その場合は、前部カバー及びピニオンシャフトを除いたモータ主要機構部のみの変更で済む。
【００４６】
又、図３に示すように、軸継手５８０として、メインシャフト５９１の前端に嵌合用軸部５８３を設け、ピニオンシャフト５８１の後端に嵌合穴５５４ａを有する嵌合用筒部５５４を設け、嵌合用軸部５８３を嵌合用筒部５５４の嵌合穴５５４ａにキー５９０を介して嵌合することで、メインシャフト５８１とピニオンシャフト５９１とを、前部側の軸受５５２と後部側の軸受５５３との間で一体に結合するようにしてもよい。
【００４７】
ここで、図２、図３においては、図１のものと同一構成要素に、それぞれ４００番台、５００番台で下二桁が同じ符号を付すことにより、他の構成の説明は省略する。
【００４８】
又、前記軸継手３８０、４８０、５８０においては、キー３９０、４９０、５９０を用いて嵌合用筒部３５４、４５４、５５４と嵌合用軸部３８３、４８３、５８３を一体回転するよう結合したが、スプラインを用いて結合してもよい。あるいは、嵌合用筒部３５４、４５４、５５４と嵌合用軸部３８３、４８３、５８３を、圧入、焼き嵌め等の締まり嵌めや、接着、あるいはこれらの組合せによって結合してもよい。圧入、焼き嵌め、接着によって結合した場合は、キーやスプライン等の部品が不要であるから、コストを圧縮することができる上、一層のコンパクト化を図ることもできる。
【００４９】
又、上記各実施形態では、直交歯車減速機がハイポイド減速機３１０、４１０、５１０である場合を示したが、ベベル減速機の場合も同様である。
【００５０】
なお、平行軸型のピニオンは、それ自体加工が容易であるため本発明本来の効果という観点ではメリットは少ないが、本発明ではこれを排除するものではない。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ピニオン付きモータのモータシャフトを、メインシャフトとピニオンシャフトに二分割した上で軸継ぎしているので、メインシャフトを含んだモータの主要機構部とピニオンシャフトの組み合わせを自由に選択することができる。
【００５２】
従って、ピニオンの加工をモータ主要機構部の種類毎に行う必要がなく、加工コストや部品コストを低減でき、短納期及び低コストでギヤドモータを客先に納品することができる。
【００５３】
しかも、そのための構成として、新たに軸受を付加したりせず、シャフトを分離し軸継ぎした以外は、ピニオン直切りタイプと基本的に同じ構成としたので、無駄な軸受を使用しないコンパクトな構造を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態のギヤドモータを示す断面図
【図２】本発明の他の実施形態のギヤドモータを示す断面図
【図３】本発明のさらに他の実施形態のギヤドモータを示す断面図
【図４】従来のハイポイド式ギヤドモータの例を示す断面図
【図５】従来の他のハイポイド式ギヤドモータの例を示す断面図
【符号の説明】
３１０、４１０、５１０…ハイポイド減速機（直交軸歯車変速機）
３１５、４１５、５１５…ハイポイドギヤ（歯車）
３１９、４１９、５１９…ギヤケース
３５０、４５０、５５０…ピニオン付きモータ
３５１、４５１、５５１…モータシャフト
３５２、４５２、５５２…前部側の軸受
３５３、４５３、５５３…後部側の軸受
３５４ａ、４５４ａ、５５４ａ…嵌合穴
３５７、４５７、５５７…前部カバー
３５８、４５８、５５８…本体ケーシング
３５９、４５９、５５９…モータケーシング
３６１、４６１、５６１…ロータ
３８０、４８０、５８０…軸継手
３８１、４８１、５８１…ピニオンシャフト
３８２、４８２、５８２…ハイポイドピニオン
３９１、４９１、５９１…メインシャフト
Ｌ１…入力軸線
Ｌ２…出力軸線
【図１】
0003769406.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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