JP2007057054A - ギヤードモータ - Google Patents

Abstract

【課題】
調整作業にかかる手間を簡略化することで、熟練技能を要せず、より短時間で必要なピニオン（傘歯車）とギヤ（傘歯車）との噛み合わせ組付け精度を得ることができるようにしたギヤードモータを提供することにある。
【解決手段】
モータ部１の回転軸４の回転力を減速機部２内に設けられた中間軸１３に伝達するように、前記回転軸の先端部に設けられたピニオン１１と前記中間軸に設けられたギヤ１２とを噛み合わせて構成されるギヤードモータにおいて、前記回転軸４を軸方向に微調整する機構として回転軸の後端側を支承する軸受８を保持するハウジング３１をモータ部の後端側の筐体９に対してネジ機構３２により軸方向に微調整できるように構成し、前記中間軸１３を軸方向に微調整できる機構として中間軸の一端側を支承する軸受１８を保持するハウジング４１を減速機部の一端側の筐体１７に対してネジ機構４２により軸方向に微調整できるように構成したことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ハイポイドギヤ式等のギヤードモータに関する。

ハイポイドギヤ式のギヤードモータについては、特開２０００−２７４４９３号公報（特許文献１）において知られている。該特許文献１には、ハイポイドピニオンが設けられたモートル軸とこのモートル軸を支承するブラケットとを有するモートル部と、所定方向に分離しうるようにされた一対のケーシング部材を有し、この一対のケーシング部材により上記ハイポイドピニオンと噛合するハイポイドギヤ及びこのハイポイドギヤにより回転駆動される出力軸を回転可能に支承するギヤケースを設けた減速機とを備えたハイポイドギヤ式ギヤードモートルが記載されている。

特開２０００−２７４４９３号公報

ギヤードモータは、モータ部と減速機部とから構成され、モータ部の回転軸の先端部に設けられたピニオン（傘歯車）と出力軸に歯車群を介して連結される中間軸に設けられてギヤ（傘歯車）とを噛み合わせて回転軸の回転動力を上記中間軸に伝達するように構成されている。ところで、上記一対の傘歯車の組付精度は、該傘歯車が動力を伝達しようとする際の性能（許容伝達動力、寿命、騒音等々）に大きく影響する。近年工作機械の加工精度が向上し、傘歯車についても個々の精度は良くなっているが、実際に動力を伝達する為のギヤードモータとしては、該ギヤードモータを構成するフレームや軸受等の構成部品の精度と該構成部品の組付け精度等、様々な要素が蓄積されたものが影響を与える為、傘歯車単品の精度だけに頼らず、該ギヤードモータを構成する一つの要素としての組付け精度を得る為の調整作業が必要となる。しかしながら上述した通り、該ギヤードモータを構成する夫々の要素（部品）の精度が影響することから、一般には該ギヤードモータを仮組みし、各部品の精度や組付けの精度も含めた状態で傘歯車の噛合い状態をチェックし、その結果に応じた調整を行ない、必要な精度が出るまで調整作業を繰り返すといった具合に、傘歯車の組付け精度の調整は相当の手間を有するものである。

本発明の目的は、上記課題を解決すべく、調整作業にかかる手間を簡略化することで、熟練技能を要せず、より短時間で必要なピニオン（傘歯車）とギヤ（傘歯車）との噛み合わせ組付け精度を得ることができるようにしたギヤードモータ及びその組付け調整方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、モータ部と減速機部とを有し、該モータ部の回転軸の回転力を前記減速機部内において減速して出力軸に伝達するギヤードモータにおいて、前記モータ部の回転軸の軸方向と前記減速機部内に設けられた中間軸の軸方向とを直交させ（ハイポイドギヤ式ギヤードモータのようにオフセットを持って直交させる場合も含む）、前記回転軸の回転力を前記中間軸に伝達するように、前記回転軸の先端部に設けられたピニオン（傘歯車）と前記中間軸に設けられたギヤ（傘歯車）とを噛み合わせて構成し、前記回転軸を前記モータ部の筐体に対して軸方向に微調整する機構として前記回転軸の後端側を支承する軸受を前記モータ部の筐体に対して軸方向に微調整できるように構成し、前記中間軸を前記減速機部の筐体に対して軸方向に微調整できる機構として前記中間軸の一端側を支承する軸受を前記減速機部の筐体に対して軸方向に微調整できるように構成したことを特徴とする。

また、本発明は、モータ部と減速機部とを有し、該モータ部の回転軸の回転力を前記減速機部内において減速して出力軸に伝達するギヤードモータにおいて、前記モータ部の回転軸の軸方向と前記減速機部内に設けられた中間軸の軸方向とを直交させ（ハイポイドギヤ式ギヤードモータのようにオフセットを持って直交させる場合も含む）、前記回転軸の回転力を前記中間軸に伝達するように、前記回転軸の先端部に設けられたピニオンと前記中間軸に設けられたギヤとを噛み合わせて構成し、前記回転軸を前記モータ部の後端側の筐体に対して軸方向に微調整する機構として前記回転軸の後端側を支承する軸受を保持するハウジングを前記モータ部の後端側の筐体（エンドブラケット）に対してネジ機構により軸方向に微調整できるように構成し、前記中間軸を前記減速機部の一端側の筐体に対して軸方向に微調整できる機構として前記中間軸の一端側を支承する軸受を保持するハウジングを前記減速機部の一端側の筐体（ケーシング）に対してネジ機構により軸方向に微調整できるように構成したことを特徴とする。

また、本発明は、前記ギヤードモータにおいて、前記回転軸の先端側を支承する軸受を前記モータ部と前記減速機部を区画する仕切り部材上に設けて構成したことを特徴とする。

また、本発明は、前記ギヤードモータにおいて、前記ピニオン及び前記ギヤがハイポイドで形成されていることを特徴とする。

ところで、説明をより明確にするために、便宜上、上記一対のピニオン（傘歯車）とギヤ（傘歯車）に対し一方のピニオン（傘歯車）を傘歯車Ａ、もう一方のギヤ（傘歯車）を傘歯車Ｂとする。

傘歯車の組付け状態を考えた時、その精度を構成する要因としては、傘歯車Ａ、及び傘歯車Ｂ夫々の精度の他、傘歯車Ａと傘歯車Ｂ夫々の回転中心軸の位置関係（夫々の回転中心軸が成す角度等。また、ハイポイドギヤのように回転中心軸が互いに交差しない傘歯車の場合は当該回転中心軸の距離（オフセット量）等も含む。）や、傘歯車Ａの回転軸中心から傘歯車Ｂが組みつけられる距離、逆に傘歯車Ｂの回転軸中心から傘歯車Ａ組み付けられる距離（以下組付け距離と称す）、更には、これらの傘歯車を支える回転軸や軸受、ギヤボックスのフレーム等々の精度等があげられる。これらの要因のうち、傘歯車Ａと傘歯車Ｂの回転中心が成す軸角度やオフセット量は、それらを支える回転軸やフレーム等が持つ精度（加工精度等）により決定されるものであり、傘歯車の組付けによって調整できるものとしては、組付け距離の調整となる。この組付け距離の調整は、高い精度を要求される場合、数ミクロンから数十ミクロンといったわずかな誤差しか許容しない場合もあり、ギヤボックスの組立作業の中でも相当の工数を有する部分である。

そこで、ギヤードモータを組立後に、該ギヤードモータの外部から傘歯車Ａ及び傘歯車Ｂの組付け距離を調整することを可能とすれば、組付け距離精度を気にせずに当該ギヤードモータの組立を実施し、該ギヤードモータを構成する各要素の誤差なども含めた状態で組付け距離の調整をすることが可能になると同じに、再調整・再組立等の手間を省くことが可能となる。また、再組立による組立誤差を気にする必要も無くなる。

本発明によれば、ギャードモータにおいて、回転軸の先端部に設けられたピニオン（傘歯車）と中間軸に設けられたギヤ（傘歯車）との組付け精度を調整することに有する工数を出きる限り低減することによって、人件費・精度測定工具・調整にかかる時間等々、様々な面でコスト低減が図られると共に、調整に関わる熟練技術も不要となり、更には、必要工数が低減するということから、組付け不良等が発生する確率の低減も期待できる。

本発明に係るギヤードモータの実施の形態について図面を用いて説明する。

図１（ａ）（ｂ）は本発明に係るギヤードモータであるハイポイドギヤ式ギヤードモータの一実施の形態を示す構造図である。

本発明に係るハイポイドギヤ式ギヤードモータは、図１（ａ）に示すように、モートル部１と減速機部２とは仕切り部材３により区画されている。モートル部１は、両端側が支承された回転軸４と、回転軸４の途中位置の周りに設けられたロータ５と、該ロータ５の外周方向に配置されたステータ６と、該ステータ６の周りを囲むケーシング７とを備えて構成される。ケーシング７の一端の開口部には、回転軸４の出力側（先端側）と反対の後端側を傘歯車の組付け位置調整機構Ａ部の軸受８を介して支承するエンドブラケット９が取り付けられる。即ち、エンドブラケット９の中心部には、ギヤードモータを組付けた状態で傘歯車１１の組付け位置調整が数ミクロンから数十ミクロンといった精度でできるように傘歯車の組付け位置調整機構Ａ部が設けられることになる。ケーシング７の他端の開口部には、回転軸４の出力側（先端側）を軸受１０を介して支承する仕切り部材３が取り付けられる。回転軸４の減速機部２側に位置する出力端部（先端部）には例えばハイポイドからなる第１のピニオン１１が形成される。そのため、回転軸４の先端側を支承する軸受１０は、仕切り部材３のモートル部１よりの位置に設置される。

減速機部２は、回転軸４の先端部に設けられた第１のピニオン１１と噛み合う例えばハイポイドからなる第１のギヤ１２を有し、かつ両端を傘歯車の組付け位置調整機構Ｂ部の軸受１８及びケーシング１７内に設けられた軸受１９によって回転可能に支承された中間軸１３と、該中間軸１３の途中位置に設けられた第２のピニオン１４と噛み合う第２のギア１５を有し、かつ両端をケーシング１７内に設けられた軸受２１、２２によって回転可能に支承された出力軸１６と、これらを取り囲むケーシング１７とを備えて構成される。上記中間軸１３の一方の側には、ギヤードモータを組付けた状態で傘歯車１２の組付け位置調整が数ミクロンから数十ミクロンといった精度でできるように傘歯車の組付け位置調整機構Ｂ部が設けられることになる。

さらに、ケーシング１７の一端開口部には仕切り部材３が取り付けられ、ケーシング１７の他端部には出力軸１６が挿通される。

仕切り部材３は、回転軸４の先端部を挿通しており、ケーシング７の他端開口部とケーシング１７の開口部とを塞いで、モートル部１と減速機部２との間を区画している。

さらに、仕切り部材１７とケーシング１７とによって区画された空間１８には、第１のギア１２、第２のピニオン１４、第２のギア１５等の歯車群及び第１のピニオン１１を潤滑するための潤滑油が封入される。仕切り部材３と回転軸４の軸部との間に、オイルシール２３と、該オイルシール２３の減速機部側の空間と減速機部２の内部とを遮蔽する遮蔽部材２４とが設けられる。

なお、回転軸４の軸方向と中間軸１３の軸方向とは図１及び図２に示す状態では直交するように配置される。さらに、第１のピニオン１１と第１のギヤ１２がハイポイドの場合には、図１（ｂ）に示すように、ハイポイドギヤ１２は、オフセットαを有してハイポイドピニオン１１に噛み合うように構成される。

従って、モートル部１の回転軸４が駆動されると、該回転軸４の回転力が第１のピニオン１１から第１のギヤ１２、第２のピニオン１４、第２のギヤ１５よりなる歯車群を介して減速して出力軸１６に伝達される。即ち、中間軸１３から出力軸１６の間の動力伝達は図１（ａ）に示す構成に限定されるものではなく、複数段の歯車群によって構成される場合も含むものである。

次に、本発明の特徴とするギヤードモータにおける傘歯車の組付け位置調整方法及びその機構について図１、図２及び図３を用いて説明する。

図２は、図１に示すギヤードモータにおける傘歯車の組付け位置調整機構のＡ部及びＢ部を拡大して示した図である。一方の傘歯車の組付け位置調整機構Ａ部は、モートル部１を構成するエンドブラケット９の中心部に形成された、ピッチが０．２〜０．３ｍｍ程度のメネジ加工３２が施された開口３０と、回転軸４の後端を支承する軸受８の外輪部分を固定し（保持し）、外周にオネジ加工が施され、上記回転軸４を矢印方向３５に微動できるように上記開口３０にネジ嵌合させるネジ機構を有するハウジング３１と、傘歯車１１の組付け調整が終了後上記ハウジング３１をエンドブラケット９に固定すると共に密閉するための蓋部材３３とによって構成される。組立作業においては、回転軸４の後端を支承する軸受８の外輪部分を固定した（保持した）ハウジング３１をエンドブラケット９の中心部に形成された開口３０にネジ嵌合（螺合）させること（ネジ機構）によって、第１のピニオン１１と回転軸４及び軸受８は、ギヤードモータの一つのユニット（以下ユニットＡと称す。）として組立られることになる。

他方の傘歯車の組付け位置調整機構Ｂ部は、減速機部２を構成するケーシング１７の中間軸１３の一端側に形成された、ピッチが０．２〜０．５ｍｍ程度のメネジ加工４２が施された開口４０と、中間軸１３の一端を支承する軸受１８の外輪部分を固定し（保持し）、外周にオネジ加工が施され、上記中間軸１３を矢印方向４５に微動できるように上記開口４０にネジ嵌合させるネジ機構を有するハウジング４１と、傘歯車１２の組付け調整が終了後上記ハウジング４１をケーシング１７に固定すると共に密閉するための蓋部材４３とによって構成される。組立作業においては、中間軸１３の一端を支承する軸受１８の外輪部分を固定した（保持した）ハウジング４１をケーシング１７の中間軸１３の一端側に形成された開口４０にネジ嵌合（螺合）させること（ネジ機構）によって、第１のギア１２と中間軸１３及び軸受１８は、ギヤードモータの一つのユニット（以下ユニットＢと称す。）として組立られることになる。

即ち、ギヤードモータの組立作業においては、ユニットＡをハウジング３１と一体になった状態でエンドブラケット９の開口３０のネジ加工部３２に組付け、ユニットＢをハウジング４１と一体になった状態でケーシング１７の開口４０のネジ加工部４２に組付ける。この時、上記ハウジング３１のエンドブラケット９に対する位置関係及び上記ハウジング４１のケーシング１７に対する位置関係は、上記ハウジング３１及び４１をどれだけねじ込むかによって決まってくる。また、第１のピニオン（傘歯車）１１及び第１のギヤ（傘歯車）１２は一体となったユニットＡ及びＢの一部であることから、上記エンドブラケット（筐体）９及びケーシング（筐体）１７と上記ハウジング３１及び４１の位置関係が決まるということは、上記エンドブラケット９及びケーシング１７が同一ギヤードモータの一部を示したものであり、上記エンドブラケット９及びケーシング１７の位置関係が固定されていることからすると、上記ハウジング３１及び４１をねじ込んで組付けし位置関係を決定できるということは、第１のピニオン１１及び第１のギア１３の位置関係も決まるということになる。

上記を言いかえると、第１のピニオン１１及び第１のギア１２の位置関係を、必要な性能が十分に発揮されるように微調整しようとするときは、ハウジング３１及び４１のねじ込む量を０．３ｍｍ以下程度微調整し、ユニットＡ及びＢ、すなわち第１のピニオン（傘歯車）１１及び第１のギヤ（傘歯車）１２の組付け位置を３５及び４５の方向に微調整してやれば良い。従って、ギヤードモータの筐体を分解し、筐体の内部で組付け位置を調整するような手間をかけずに、ギヤードモータ内部の部品を組付けた後からでも、ハウジング４１をケーシング（筐体）１７の開口４０に対してねじ込むことで中間軸１３を軸方向４５に微動し、ハウジング３１をエンドブラケット（筐体）９の開口３０に対してねじ込むことで回転軸４を軸方向３５に微動し、第１のピニオン（傘歯車）１１及び第１のギヤ（傘歯車）１２の組付け位置を微調整することが可能となる。ハウジング４１をケーシング（筐体）１７の開口４０に対してねじ込んだ場合には、中間軸１３に固定されている軸受１９がケーシング１７に対して軸方向に微動して中間軸１３が軸方向に微動されることになる。また、ハウジング３１をエンドブラケット（筐体）９の開口３０に対してねじ込んだ場合には、回転軸４に固定されている軸受１０が仕切り部材３に対して微動することにより回転軸４が軸方向３５に仕切り部材３に対して微動して回転軸４が軸方向に微動することになる。なお、１１はピニオンであり、１２はギヤであるため、回転軸４の微動調整量の方が中間軸１３の微動調整量よりも大きくとることは可能である。従って、最初は、中間軸１３の方で調整し、回転軸４で最終の微調整をすることが好ましい。

また、上記方法で組付けた後に微調整するということは、組付け位置に関わる精度に影響する部品が組込まれた状態で微調整することにもなるのため、筐体を分解し調整した後組立てる手順とは異なり、各種部品の精度を加味した上で微調整したことにもなるため、組立て誤差の影響も極限まで抑えることができるものである。

また、上記組付け位置調整においてはハウジングを用いた構造をとったが、ネジによる微調整量を確保できる構造であれば同じ効果が得られる。

次に、本発明に係るギヤードモータの組付け位置調整の手順について図３を用いて説明する。まず、ハウジング（第１のネジ）４１を回し（Ｓ３１）、規定値になったかを判断する（Ｓ３２）。規定値になったと判断されたならば、次にハウジング（第２のネジ）３１を回し（Ｓ３３）、規定値になったかを判断する（Ｓ３４）。規定値になったと判断されたならば、各ハウジング４１、３１を蓋部材４３、３３で締め付けて各筐体９、１７に固定して、ギヤードモータの組付け位置調整は終了することになる。このように、本発明によれば、ギヤードモータを組み付けした状態で調整できるので、容易になることは明らかである。なお、規定値になったかの判断は、実際に稼動してみて噛み合い部分から発生する音等を調べることによって行なわれる。

なお、本発明において、ハウジングの組付け時に“ねじ込む”という表現を用いているが、これは、ネジを締め込むという動作と緩めるという動作の両方を含んだものとして用いたものである。更に、“組付け位置”“組付け精度”という表現を用いているが、両者を同意として用いていることも付け加えておく。

本発明によれば、モートルの高速回転を減速して回転動力を出力するギヤードモータにおいて、減速機部内の回転動力伝達機構における一対の傘歯車が必要とする性能を発揮できる組付け位置調整を容易にすることが可能となる。

本発明に係るギヤードモータの一つであるハイポイドギヤ式ギヤードモータの一実施の形態を示す構成図であり、（ａ）は正面部分断面図、（ｂ）は平面部分図である。 図１（ａ）に示す傘歯車の組付け位置調整機構Ａ部及びＢ部を拡大して示す詳細図であり、（ａ）は蓋部材を示す図、（ｂ）は傘歯車の組付け位置調整機構Ａ部及びＢ部の詳細図である。 本発明に係るギヤードモータにおける傘歯車の組付け位置調整手順を示すフローチャート図である。

符号の説明

１…モータ部、２…減速機部、３…仕切り部材、４…回転軸、５…ロータ、６…ステータ、７…ケーシング、８…軸受、９…エンドブラケット（筐体）、１０…軸受、１１…第１のピニオン（傘歯車）、１２…第１のギヤ（傘歯車）、１３…中間軸、１４…第２のピニオン、１５…第２のギヤ、１６…出力軸、１７…ケーシング（筐体）、１８…軸受、１９…軸受、２１、２２…軸受、２３…オイルシール、２４…遮蔽部材、３０…開口、３１…ハウジング、３２…ネジ加工部、３３…蓋部材、４０…開口、４１…ハウジング、４２…ネジ加工部、４３…蓋部材。

Claims (4)

1. モータ部と減速機部とを有し、該モータ部の回転軸の回転力を前記減速機部内において減速して出力軸に伝達するギヤードモータにおいて、
   前記モータ部の回転軸の回転力を前記減速機部内に設けられた中間軸に伝達するように、前記回転軸の先端部に設けられたピニオンと前記中間軸に設けられたギヤとを噛み合わせて構成し、
   前記回転軸を前記モータ部の筐体に対して軸方向に微調整する機構として前記回転軸の後端側を支承する軸受を前記モータ部の筐体に対して軸方向に微調整できるように構成し、
   前記中間軸を前記減速機部の筐体に対して軸方向に微調整できる機構として前記中間軸の一端側を支承する軸受を前記減速機部の筐体に対して軸方向に微調整できるように構成したことを特徴とするギヤードモータ。
2. モータ部と減速機部とを有し、該モータ部の回転軸の回転力を前記減速機部内において減速して出力軸に伝達するギヤードモータにおいて、
   前記モータ部の回転軸の回転力を前記減速機部内に設けられた中間軸に伝達するように、前記回転軸の先端部に設けられたピニオンと前記中間軸に設けられたギヤとを噛み合わせて構成し、
   前記回転軸を前記モータ部の後端側の筐体に対して軸方向に微調整する機構として前記回転軸の後端側を支承する軸受を保持するハウジングを前記モータ部の後端側の筐体に対してネジ機構により軸方向に微調整できるように構成し、
   前記中間軸を前記減速機部の一端側の筐体に対して軸方向に微調整できる機構として前記中間軸の一端側を支承する軸受を保持するハウジングを前記減速機部の一端側の筐体に対してネジ機構により軸方向に微調整できるように構成したことを特徴とするギヤードモータ。
3. 前記回転軸の先端側を支承する軸受を前記モータ部と前記減速機部を区画する仕切り部材上に設けて構成したことを特徴とする請求項１又は２記載のギヤードモータ。
4. 前記ピニオン及び前記ギヤがハイポイドで形成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のギヤードモータ。
   

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