JP2000228847A - 直交歯車減速機とモータとの連結構造 - Google Patents

直交歯車減速機とモータとの連結構造

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JP2000228847A
JP2000228847A JP11029935A JP2993599A JP2000228847A JP 2000228847 A JP2000228847 A JP 2000228847A JP 11029935 A JP11029935 A JP 11029935A JP 2993599 A JP2993599 A JP 2993599A JP 2000228847 A JP2000228847 A JP 2000228847A
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input shaft
gear
gear case
output shaft
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Mitsuo Ogamoto
光夫 鋸本
Tatsuya Obe
達也 大部
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 減速機とモータの組み合わせの選択幅を広げ
て汎用モータの使用も可能となるようにし、しかも、軸
受個数を最小限に限りながら、ピニオンの支持剛性を高
める。 【解決手段】 ハイポイド減速機510とモータ550
の連結構造において、ギヤケース519に設けたモータ
取付フランジ520にモータケーシング559前端のフ
ランジ560を着脱可能に連結し、ハイポイド減速機5
10のホロー形入力軸511を、ギヤケース519内部
に延びるピニオン514付きの先端部とギヤケース51
9外部に延びる後端部511aの中間位置で1個の軸受
518により回転自在に支持し、入力軸の後端部511
aの端面開口より、該入力軸511に対しモータ出力軸
551を着脱可能に嵌合連結し、モータ側の軸受552
と、ギヤケース519側の軸受518とで、入力軸51
1とモータ出力軸551の嵌合連結部分を両持ち支持し
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、入力軸の先端にピ
ニオンを有する直交歯車減速機と、入力軸に対して回転
動力を与えるモータとの連結構造に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、ギヤドモータの場合は、減速機
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多い。従って、減速機
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、べベルギヤやハイポイドギヤを用
いた直交軸式ギヤドモータの場合は、減速機の入力軸あ
るいはモータの出力軸の先端部にピニオンの歯を形成す
る必要があるため、片持ち状態で該ピニオンをギヤケー
ス内に配設しなければならず、そのため、モータの出力
軸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
減速機の組み合わせを数多く用意することは難しく、種
々多様な汎用モータの使用は難しかった。
【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例を示している(特許26289
83号参照)。この図において、110はハイポイド減
速機(直交歯車減速機)、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。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11
1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の後部と前部に配された軸受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11
4は、前記軸受122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11
2に設けたハイポイドギヤ115と噛合し、中間軸11
2に設けた歯車116は、出力軸113に設けた歯車1
17と噛合している。そして、ハイポイドピニオンから
入力された回転が、ハイポイドギヤ115→中間軸11
2→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
に構成されている。
【0008】この場合、モータ出力軸151にハイポイ
ドピニオン114を直切りしているので、モータ150
としては専用品を用意しなくてはならず、従って、モー
タ150とハイポイド減速機110の組み合わせを数多
く用意することは難しかった。
【0009】そこで、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直交軸式ギヤドモータが開
発されている。
【0010】図5は、そのようなギヤドモータを構成す
るために開発された、単体で減速機及びモータを保管・
管理可能なハイポイド減速機(特開平5−300695
号公報参照)の構成を示している。又、図6は同減速機
とモータを組み合わせたギヤドモータの構成を示し、図
7はその共通のモータを使用して構成した内接噛合式ギ
ヤドモータの例を参考として示している。
【0011】図5のハイポイド減速機において、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。
【0012】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)には連結ケース
部219Bを合体してあり、入力軸211をモータから
独立させて、ハイポイド減速機に装備している。
【0013】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内に間隔をおいて嵌合した2つの軸受218
A、218Bによって回転可能に支持されている。
【0014】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
の開口からモータ出力軸を嵌合連結できるようになって
いる。
【0015】又、連結ケース部219Bの端部には、モ
ータ側のフランジを結合するためのモータ取付フランジ
220が設けられている。
【0016】このような構造のハイポイド減速機にモー
タを連結してギヤドモータを組み上げる場合は、図6に
示すように、モータケーシング259の前後端の軸受2
52、253で回転自在に支持されたモータ出力軸25
1の先端部を、ハイポイド減速機の入力軸211の後端
部211aに嵌合連結し、同時に、ハイポイド減速機の
連結ケース部219Bに設けたモータ取付フランジ22
0に、モータケーシング259の前端に設けたフランジ
260を合わせて、インロー部270で芯合わせしなが
ら、両者をボルト281で締結する。それにより、図6
のギヤドモータが出来上がる。
【0017】ここで用いたモータ250は、図7に示す
ギヤドモータ280で使用しているモータ250と共通
のものである。図7のギヤドモータ280において、2
90は内接噛合遊量歯車構造の減速機を示し、この減速
機290の入力部に、モータ250の出力軸251が挿
入され連結されている。
【0018】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は、多種多様なモータとの
組み合わせが可能となっている。このことは、このよう
な内接噛合遊量歯車構造のギヤドモータ280の側から
見ると、モータ250を共通にして、ハイポイド減速機
に付け替えることができるようになっていることを意味
している。
【0019】又、図8は別の従来のハイポイド式ギヤド
モータの公知例を示している(特開平6−319241
号公報参照)。この図において、310は減速機(直交
歯車減速機)、350はモータであり、軸受352はこ
のモータ350の出力軸351を支持している一対の軸
受のうちの一つである。
【0020】入力軸311と出力軸313は直交してお
り、ピニオン314を有する入力軸311の先端部は、
モータケーシング319の側からギヤケース319内部
に挿入されている。入力軸311はホローシャフトで構
成されており、その後端部311aが、モータケーシン
グ319に嵌合された前記モータ出力軸351の軸受3
52によって回転自在に支持されている。
【0021】そして、モータ350の出力軸351を入
力軸311の後端部311aに嵌合連結することによ
り、図示のギヤドモータが完成されている。
【0022】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した図
5〜図6に示したギヤドモータの場合、ハイポイド減速
機の入力軸211の後端部211aを2つの軸受218
A、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25
0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。
【0023】一方、図8のギヤドモータの場合は、軸受
の個数が減らせて軸方向寸法の短縮が図れるものの、モ
ータ350出力軸351は軸受352によってその一端
が支持されているので、モータ350は該軸受352な
しで単独に存在できる構造となっておらず、又、歯切り
された入力軸311とセットでなければ軸受352に組
込めなかったため、特定の減速機に対して種々の(既存
の)完成モータを自由に組合わせるという要求には応じ
られなかった。
【0024】本発明は、上記事情を考慮し、減速機とモ
ータの組み合わせの選択幅を広げ、特定の減速機に対し
て汎用モータを含めて種々の独立したモータの使用が可
能となるようにし、しかも、軸受個数を最小限に限りな
がら、ピニオンの支持剛性を高めることのできる直交歯
車減速機とモータの連結構造を提供することを目的とす
る。
【0025】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、ギヤ
ケース外部からギヤケース内部に挿入された入力軸の先
端部に、ギヤケース内部に配され且つ前記入力軸を含む
平面と直交する軸線を有した歯車に対して回転入力を与
えるピニオンが設けられた直交歯車減速機と、前記入力
軸を該入力軸の後端側から回転駆動すると共に、自身の
出力軸が一対の軸受によって両持支持されているモータ
との連結構造において、前記ギヤケースにモータ取付フ
ランジを設け、該モータ取付フランジに、前記モータの
ケーシングを着脱可能に連結し、前記入力軸を後端ホロ
ー形とし、且つ該入力軸を、ギヤケース内部に延びる先
端部とギヤケース外部に延びる後端部の略中間位置で、
ギヤケースに設けた1個の軸受により回転自在に支持
し、ギヤケース外部に延びる前記入力軸の後端部の端面
開口より、該入力軸に対し前記モータの出力軸を嵌合連
結し、前記モータの前記一対の軸受のうち、ギヤケース
側に配した軸受と、前記ギヤケースに設けた軸受とで、
前記入力軸とモータの出力軸との嵌合連結部分を両持ち
支持したことにより、上記課題を解決したものである。
【0026】この発明において、モータと直交歯車減速
機を連結する場合は、モータの出力軸を直交歯車減速機
に設けた後端ホロー形の入力軸に嵌合連結すると共に、
モータのケーシング前端のフランジを直交歯車減速機側
に設けたモータ取付フランジに結合する。そうすること
で、直交歯車減速機とモータとの着脱可能な連結が可能
となる。この場合、直交歯車減速機側には、軸受で支持
された入力軸が既に組み込まれており、それに対して、
(歯切されていない)モータの出力軸を着脱可能に嵌合
連結するようになっているので、直交歯車減速機とモー
タは、それぞれ別の完成品として組立・保管しておくこ
とができる。即ち、直交歯車減速機とモータを、互いに
任意のものを選択して組み合わせることの可能な別のシ
リーズとして用意しておくことができる。従って、汎用
モータを含む種々の独立したモータを組み合わせること
ができ、適当に選んだモータを直交歯車減速機に連結す
るだけで、所望のギヤドモータを完成させることができ
て、納期の短縮とコストの低減を図ることができる。
【0027】又、本発明では、入力軸の中間位置を支持
する軸受と、モータの前端の軸受(通常、モータケーシ
ングの前端に配され、外部に突出するモータ出力軸を支
持している軸受)とにより、入力軸の後端部を両持ち支
持することになるので、軸継部分(=入力軸とモータ出
力軸の嵌合連結部分)の剛性を高めることができ、入力
軸の先端のピニオンで受ける曲げ負荷に対する十分な軸
継強度を保証することができる。
【0028】又、最終的にギヤドモータに組み上げた段
階では、軸継部分を両持ち支持することになるものの、
ギヤケース側には入力軸を支持するための軸受を1個し
か配置しないから、モータと直交歯車減速機の連結部分
の軸方向長さを短縮することができる上、軸受の個数を
減らすことができて、この点からもコストの低減が図れ
る。言い換えると、軸受個数を減らしながらも、軸継部
分は確実に両端の軸受で両持ち支持することができるの
で、軸方向長さの増大を抑えながら、十分な軸継強度を
保持したギヤドモータを提供することができる。
【0029】請求項2の発明は、請求項1において、前
記ギヤケースに設けた軸受の位置まで、モータの出力軸
を入力軸に対して挿入したことにより、上記課題を解決
したものである。
【0030】この発明では、モータ出力軸の先端をギヤ
ケース側の軸受の位置まで挿入したことにより、モータ
出力軸と入力軸の一体性が高まり、嵌合連結部分の曲げ
剛性が高まる。その理由の一つは、嵌合長さが増大する
からであり、もう一つは、モータ出力軸の先端が軸受の
位置まで達していることで、たとえ嵌合連結部分に曲げ
が作用し入力軸に応力集中が生じても、その応力集中部
分を軸受で周囲からしっかりと拘束できるからである。
【0031】請求項3の発明は、請求項1又は2におい
て、前記ギヤケースを、前記歯車を収容した本体ケース
部と、前記軸受を介して入力軸を保持すると共に前記モ
ータ取付フランジを有した連結ケース部とに分割し、且
つ、両者を着脱可能に合体した構成にしたことにより、
上記課題を解決したものである。
【0032】この発明では、入力軸の種類を変えた連結
ケース部を複数用意しておけば、任意のものを選択して
それを本体ケース部と連結することにより、多数種類の
直交歯車減速機を簡単に用意することができる。
【0033】
【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。
【0034】図1は第1実施形態の連結構造を適用した
ハイポイド式の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、510はハイポイド減速機(直交歯
車減速機)、550はモータである。このハイポイド減
速機510において、511は入力軸、512は中間
軸、513は出力軸であり、中間軸512にハイポイド
ギヤ515と歯車516が設けられ、出力軸513に歯
車517が設けられている。
【0035】ギヤケース519の本体ケース部519A
には、図5のものよりも軸方向寸法を小型化した連結ケ
ース部519Bが合体されており、入力軸511の長さ
方向の略中間部が1個の軸受518によって支持されて
いる。
【0036】これらの点を詳しく述べる。
【0037】ギヤケース519の外部からギヤケース5
19の内部に挿入された入力軸511の先端部には、ギ
ヤケース519内のハイポイドギヤ515と噛合するハ
イポイドピニオン514が形成されている。入力軸51
1はホローシャフトにより構成されており、ギヤケース
519の内部に延びる先端部と、ギヤケース519の外
部に延びる後端部511aの中間位置で、ギヤケース5
19に設けた1個の軸受518によって回転自在に支持
され、ギヤケース519の外部に延びる後端部511a
の端面開口に、モータ550の出力軸551を嵌合連結
できるようになっている。この場合、軸受518は連結
ケース部519Bに嵌合され、入力軸511は連結ケー
ス部519B側に設けられている。
【0038】連結ケース部519Bは本体ケース部51
9Aに対してボルト530で着脱可能に結合されてお
り、連結ケース部519Bの端部にモータ取付フランジ
520が形成されている。
【0039】従ってハイポイド減速機510は入力軸5
11を含み、完全に独立部品として存在できる。
【0040】一方のモータ550は、図6で使用したモ
ータと共通のものであり、モータケーシング559の前
端と後端に配した軸受552、553によってモータ出
力軸551を支持している。モータケーシング559の
前端にはフランジ560が設けられており、モータケー
シング559の前部軸受552からモータ出力軸551
の先端部が外に突出している。
【0041】従ってモータ550も完全に独立部品とし
て存在できる。
【0042】そして、モータケーシング559の前後端
の軸受552、553で回転自在に支持されたモータ出
力軸551の先端部を、ハイポイド減速機510の入力
軸511の後端部511aに嵌合してキー540で結合
し、同時に、ハイポイド減速機510の連結ケース部5
19Bに設けたモータ取付フランジ520に、モータケ
ーシング559の前端に設けたフランジ560を合わせ
て、インロー部570で芯合わせしながら、両者をボル
ト581で締結することにより、図1のギヤドモータが
構成されている。ここでは、モータ出力軸551の先端
部が入力軸511を回転自在に支持している軸受518
の位置まで挿入されている。
【0043】このギヤドモータでは、ハイポイド減速機
510とモータ550を連結するまでは、入力軸511
が若干不安定に支持されてる状態であるが、ギヤドモー
タに組み上げた段階では、モータ550のケーシング5
59の前端に配した軸受552と、ギヤケース519に
設けた軸受518とで、前記入力軸511とモータ出力
軸551の嵌合連結部分を両持ち支持することができ
る。
【0044】又、ハイポイド減速機510の入力軸51
1の先端部と後端部511aの中間位置で1個の軸受5
18により入力軸511を支持しており、入力軸511
の後端部511aをモータ550側に長く延ばしている
ので、入力軸511とモータ出力軸551の嵌合長さを
十分に長くとることができて、入力軸511とモータ出
力軸551の一体感を増すことができる。
【0045】従って、嵌合連結部分の長さを長くとれる
ことと、軸受個数を最小限にしながらも、嵌合連結部分
を両持ち支持できることから、嵌合連結部分(軸継部
分)の剛性を高めることができて、入力軸511の先端
のハイポイドピニオン514で受ける曲げ負荷に対する
十分な軸継強度を保証することができる。
【0046】又、このギヤドモータの場合は、モータ出
力軸551の先端がギヤケース519側の軸受518の
位置まで挿入されていることでも、モータ出力軸551
と入力軸511の嵌合連結部分の曲げ剛性が高められて
いる。
【0047】又、ギヤドモータに組み上げる前の段階
で、ハイポイド減速機510には、軸受518で支持さ
れた入力軸511が既に組み込まれており、それに対し
て、適当に選定したモータ550の出力軸551を嵌合
連結すればよいから、ハイポイド減速機510とモータ
550を、それぞれ別の完成品として保管しておくこと
ができ、互いに任意のものを選択して組み合わせること
の可能な別のシリーズとして用意しておくことができ
る。
【0048】従って、汎用モータを含めて他のタイプの
モータを組み合わせることも簡単にでき、適当に選んだ
モータをハイポイド減速機510に連結するだけで、短
納期及び低コストで所望のギヤドモータを完成させるこ
とができる。
【0049】図2はブレーキ付きモータ650と前記ハ
イポイド減速機510を組み合わせたギヤドモータを示
す。ブレーキ680を内蔵したモータ650は、ケーシ
ング659前端のフランジ660をモータ取付フランジ
520にボルト581で結合することにより、ハイポイ
ド減速機510と一体化されている。又、前後の軸受6
52、653で支持されたモータ出力軸651は、先端
部を入力軸511の後端開口に挿入することで、入力軸
511と結合されている。
【0050】このようにモータの種類等を変更する場合
は、入力軸511のサイズも変える必要が生じる場合が
ある。そこで、そのような場合に備えて、入力軸511
の種類やサイズを変えた連結ケース部519Bをあらか
じめ複数用意しておけば、それを本体ケース部519A
と連結することにより、多種類のギヤドモータを提供す
ることができる。
【0051】なお、上記実施形態では、直交歯車減速機
がハイポイド減速機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。
【0052】図3はベベル減速機710と図1のモータ
550を連結したギヤドモータを示す。ベベル減速機7
10の場合は、入力軸711の位置がハイポイド減速機
とは異なるが、構成要素は基本的に同じである。従っ
て、図1のものと同一構成要素に下二桁が同じ符号を付
すことで、構成の説明は省略する。
【0053】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
直交歯車減速機に軸受で支持された入力軸を組み込み、
それに対して適当に選定した(完成状態の)モータの出
力軸を着脱可能に嵌合連結するようにしたので、直交歯
車減速機とモータを互いに任意のものを容易に選択して
組み合わせることにより、所望のギヤドモータを短納
期、低コストで用意することができる。
【0054】又、入力軸の先端部と後端部の中間位置を
軸受で支持し、モータ出力軸と嵌合連結した際に、その
嵌合連結部分を前記軸受とモータ内蔵の軸受とで両持ち
支持するようにしたので、軸受個数を最小限に限りなが
ら、モータ出力軸と直交歯車減速機の入力軸の嵌合長さ
を十分に長くとることができ、高い軸継強度を保証して
ピニオンの支持剛性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態の連結構造を適用したギヤド
モータの断面図
【図2】本発明の実施形態の連結構造を適用した他のギ
ヤドモータの断面図
【図3】本発明の実施形態の連結構造を適用した更に他
のギヤドモータの断面図
【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】従来のハイポイド減速機の例を示す断面図
【図6】図5の減速機にモータを連結して構成したギヤ
ドモータの断面図
【図7】参考として示す内接噛合遊量歯車構造のギヤド
モータの断面図
【図8】従来の他のハイポイド式ギヤドモータの断面図
【符号の説明】
510…ハイポイド減速機(直交歯車減速機) 511…入力軸 511a…後端部 518…軸受 519…ギヤケース 520…モータ取付フランジ 550…モータ 551…出力軸 552…軸受 559…モータケーシング 560…フランジ 650…モータ 651…出力軸 652…軸受 659…モータケーシング 710…ベベル減速機(直交歯車減速機) 711…入力軸 711a…後端部 718…軸受 719…ギヤケース 720…モータ取付フランジ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3J009 DA16 EA06 EA11 EA18 EA25 EA32 EC06 FA14 5H607 AA12 BB01 BB14 CC01 CC03 DD03 DD08 DD09 EE31 EE36

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ギヤケース外部からギヤケース内部に挿入
    された入力軸の先端部に、ギヤケース内部に配され且つ
    前記入力軸を含む平面と直交する軸線を有した歯車に対
    して回転入力を与えるピニオンが設けられた直交歯車減
    速機と、前記入力軸を該入力軸の後端側から回転駆動す
    ると共に、自身の出力軸が一対の軸受によって両持支持
    されているモータとの連結構造において、 前記ギヤケースにモータ取付フランジを設け、該モータ
    取付フランジに、前記モータのケーシングを着脱可能に
    連結し、 前記入力軸を後端ホロー形とし、且つ該入力軸を、ギヤ
    ケース内部に延びる先端部とギヤケース外部に延びる後
    端部の略中間位置で、ギヤケースに設けた1個の軸受に
    より回転自在に支持し、 ギヤケース外部に延びる前記入力軸の後端部の端面開口
    より、該入力軸に対し前記モータの出力軸を嵌合連結
    し、 前記モータの前記一対の軸受のうち、ギヤケース側に配
    した軸受と、前記ギヤケースに設けた軸受とで、前記入
    力軸とモータの出力軸との嵌合連結部分を両持ち支持し
    たことを特徴とする直交歯車減速機とモータとの連結構
    造。
  2. 【請求項2】請求項1において、 前記ギヤケースに設けた軸受の位置まで、モータの出力
    軸を入力軸に対して挿入したことを特徴とする直交歯車
    減速機とモータとの連結構造。
  3. 【請求項3】請求項1又は2において、 前記ギヤケースを、前記歯車を収容した本体ケース部
    と、前記軸受を介して入力軸を保持すると共に前記モー
    タ取付フランジを有した連結ケース部とに分割し、且
    つ、両者を着脱可能に合体した構成にしたことを特徴と
    する直交歯車減速機とモータとの連結構造。
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