JP2017120126A - モータ付き減速機 - Google Patents

Abstract

【課題】減速機−モータ機構が小型化でき且つシール性能が良いモータ付き減速機を提供する。
【解決手段】モータ付き減速機１はモータ２、フランジ３及び減速機４を備え、フランジはモータと減速機との間に介在し、フランジにてモータと減速機とを連結し、モータの出力軸はフランジを貫通して減速機の１段減速ギヤと噛み合っており、モータの出力軸には第１のオイルシールと第２のオイルシールとが設けられている。本発明によれば、減速機−モータ機構を小型化し且つシール性能を良くすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、本発明は、モータ付き減速機に関する。

従来、原動機と作業機又は原動機と実行機構との間で回転速度をマッチングさせ且つトルクを伝達するという役割を果たす減速機であって、詳細には、歯車のギヤ比にて速度を変換し、モータ、内燃機関又はその他の高速運転中の動力を必要な回転速度に減速させるとともに大きなトルクを得る減速機が知られている（例えば特許文献１）。一例として、モータの出力軸と減速機の入力歯車をカップリングで連結することにより、モータの動力を減速機に伝えるものがある。

減速機の応用分野が広がるにつれ、減速機−モータ機構の取付スペースが制限される場合があり、減速機−モータ機構の小型化への要求もますます切実になっている。

また、減速機は、一般的に歯車伝動を通じて減速を行うため、減速機内において潤滑油が不可欠なものとなる。よって、減速機とモータとを組み合わせて使用する場合、減速機内の潤滑油がモータの出力軸に沿ってモータ内部に入ることでモータを破損させることを回避する必要がある。

特開２０００−２６６１３４号公報

本発明は、上記の背景に鑑みてなされたものであり、その目的は、減速機−モータ機構が小型化でき且つシール性能が良いモータ付き減速機を提供することにある。

本発明の第１の態様に係るモータ付き減速機は、モータ付き減速機であって、モータ、フランジ及び減速機を備え、前記フランジは前記モータと前記減速機との間に介在し、前記フランジにて前記モータと前記減速機とを連結し、前記モータの出力軸は前記フランジを貫通して前記減速機の１段減速ギヤと噛み合っており、前記モータの前記出力軸には第１のオイルシールと第２のオイルシールとが設けられていることを特徴とする。

上記態様によれば、ダブルシールにより減速機内部からの潤滑油が出力軸に沿ってモータ内に入ることを確実に回避することができる。

本発明の第２の態様は、第１の態様のモータ付き減速機において、前記第１のオイルシールは前記出力軸の前記モータ側に位置し、前記第２のオイルシールは前記出力軸の前記減速機側に位置し、前記第２のオイルシールの内径は前記第１のオイルシールの内径よりも小さく、又は前記第２のオイルシールの外径は前記第１のオイルシールの外径よりも小さく、又は前記第２のオイルシールの内径は前記第１のオイルシールの内径よりも小さく且つ前記第２のオイルシールの外径は前記第１のオイルシールの外径よりも小さいことを特徴とする。

上記態様によれば、構造を更に小型コンパクト化し、また、モータの出力軸が回転する際に、オイルシールからもたらす摩擦力を減少することができる。

本発明の第３の態様は、第２の態様のモータ付き減速機において、前記第１のオイルシールと前記第２のオイルシールとは前記フランジの前記モータ側の端面を挟んで前記フランジの前記モータ側の端面の両側に位置することを特徴とする。

上記態様によれば、構造を小型化し且つコンパクト化することができる。

本発明の第４の態様は、第１〜第３の態様のいずれか１項に記載のモータ付き減速機において、前記出力軸は、前記モータ側に位置する大径部と、当該大径部から連続して前記減速機側に位置し且つ外径が前記大径部よりも小さい小径部と、を備え、前記小径部は、前記１段減速ギヤと噛み合う入力歯車部を有することを特徴とする。

上記態様によれば、モータ付き減速機全体の径方向の長さを大幅に短縮し小型化を図ることができ、これをもって作業スペースが制限される状況に対処できる。

本発明の第５の態様は、第４の態様のいずれか１項に記載のモータ付き減速機において、前記第１のオイルシールと前記第２のオイルシールとは前記大径部に位置することを特徴とする。

上記態様によれば、オイルシールを取り付けることが容易となり、構造を小型化し且つコンパクト化することができる。

本発明の第６の態様は、第１〜第３の態様のいずれか１項に記載のモータ付き減速機において、前記フランジの前記モータ側端面から前記出力軸の前記減速機側端面までの距離と前記フランジの前記モータ側端面から前記減速機の前記１段減速ギヤの前記減速機側端面までの距離との比は１.２以下であるを特徴とする。

上記態様によれば、小径部の入力歯車部をできる限り短く且つその直径を大きくすることが確保され、さらには出力軸全体の小型化を図るとともに小径部の強度を確保することができる。

本発明の第７の態様に係るモータ付き減速機は、モータ付き減速機であって、モータ、フランジ及び減速機を備え、前記フランジは前記モータと前記減速機との間に介在し、前記フランジにて前記モータと前記減速機とを連結し、前記モータの出力軸は前記フランジを貫通して前記減速機の１段減速ギヤと噛み合っており、前記フランジの前記モータ側端面から前記出力軸の前記減速機側端面までの距離と前記フランジの前記モータ側端面から前記減速機の前記１段減速ギヤの前記減速機側端面までの距離との比は１.２以下であるを特徴とする。

上記態様によれば、小径部の入力歯車部をできる限り短く且つその直径を大きくすることが確保され、さらには出力軸全体の小型化を図るとともに小径部の強度を確保することができる。

本発明の第８の態様は、第１の態様のモータ付き減速機において、前記出力軸は、前記モータ側に位置する大径部と、当該大径部から連続して前記減速機側に位置し且つ外径が前記大径部よりも小さい小径部と、を備え、前記小径部は、シャフト部と、前記シャフト部に歯車を加工してなり、前記１段減速ギヤと噛み合う入力歯車部を有し、前記入力歯車部の外径は、前記大径部の外径よりも小さいことを特徴とする。

上記態様によれば、モータ付き減速機全体の径方向の長さを大幅に短縮し小型化を図ることができ、これをもって作業スペースが制限される状況に対処できる。

本発明の第９の態様は、前記シャフト部に歯車を加工するために用いられるホブの歯先円半径Ｒが４２ｍｍ以下であることを特徴とする。

上記態様によれば、出力軸の大径部と小径部の移行部分においてホブの逃げスペースを確保すると同時に出力軸全体の小型化を確保することができる。

本発明の態様によれば、減速機−モータ機構が小型化でき且つシール性能が良いモータ付き減速機を提供することができる。

図１は本発明のモータ付き減速機を示す斜視図である。 図２は本発明のモータ付き減速機の要部を示す断面図である。

以下、本発明のモータ付き減速機について、図面を参照しながら説明する。図１は本発明のモータ付き減速機を示す斜視図である。図２は本発明のモータ付き減速機の要部を示す断面図である。

図１に示すように、モータ付き減速機１は、主にモータ２、フランジ３及び減速機４を備える。

モータ１としては、通常使用されるモータを採用することが可能であり、電気的エネルギーを出力軸の機械的エネルギーに変換することができればよく、その種類や構成は何ら限定されない。本願では、サーボモータを例に説明するが、当業者にとってこれは例示に過ぎず、限定を行うためのものではないと理解される。また、本願において、モータは原動機の一例であり、減速機に対し高速回転のための動力を提供するものであれば、その具体的な構造と種類も何ら限定されない。

モータ２は、典型的な構造として、ケーシング２１、ステータ、ロータ、前カバー及び後カバーを備える。その中で、ステータ、ロータ、前カバー及び後カバーの構成は、当業者とって熟知のものであり、ここで図示を省略する。ステータはステータコアと巻線からなり、励磁磁束を発生させたり、磁気を伝導したり、また前後カバーを支持するためのものである。ロータは、ロータコア、シャフト、アーマチュア巻線及び整流子から構成され、連続の電磁トルクを発生させ保持するためのものである。当該ロータは、図２に示す出力軸２２を介して機械的エネルギーを出力する。前カバーと後カバーとはロータの回転を支持すると共にステータの組み立て位置を固定するためのものである。

フランジ３はモータ２と減速機４とをマッチング・連結するためのものであり、この働きを果たすものであれば、フランジ３の具体的な構造は何ら限定されない。以下、例を挙げて本実施例中のフランジ３の具体的な構造を説明するが、当業者にとってこれは例示に過ぎず、限定を行うためのものではないと理解される。

本実施例中のフランジ３は略円盤状をなし、その外周には、間隔を空けてボルト穴が設けれており、フランジ３の中央部には、一側にはみ出すとともにモータ２の前カバー形状と対応するボス部２７が設けられており、ボス部の中心にはモータ２の出力軸２２が貫通するための中心貫通穴部が設けられている。モータ２と減速機４とをマッチングさせて連結する際、フランジ３のボス部２７とモータ２の前カバーとを当接させてから、モータ２の出力軸２２をフランジ３の貫通穴部に貫通させ、ボルト２９のスクリューをモータ２の前カバーのフランジ部２８に設けられた貫通穴３１に貫通させるとともにフランジ３のボス部に設けられたねじ穴３０に締めこむことで、モータ２とフランジ３とを連結する。そして、フランジ３のモータ２とは反対側の側面を減速機４のケーシングのフランジ部５に当接させ、ボルト３２のスクリューをフランジ３に設けられたボルト穴に貫通させるとともに減速機４のケーシングに設けられたボルト穴３４に貫通させ締めこむことでフランジ３と減速機４とを連結する。これにより、フランジ３を通じてモータ２と減速機３とを連結する。

減速機４は、歯車のギヤ比を利用して速度を変換し、モータ２から出力される高速回転を必要な回転速度に減速させるとともに大きなトルクを得るものである。減速機４には、通常使用される減速機を採用することができ、回転速度を減らし大きなトルクを出力することができれば、その種類、構造は何ら限定されない。典型的な構造として、遊星ギア減速機、ウォームギア減速機、ピンギア減速機等を挙げることができるが、当業者にとってこれらは例示に過ぎず、限定を行うためのものではないと理解される。

本実施例では、減速機４として、典型的なピンギア減速機を採用しているが、ピンギア減速機の構造は当業者にとってよく知られているため、ここで詳細な説明を省略する。図２に示すように、減速機４は１段減速機構としての１段減速ギヤ４１を備える。フランジ３を利用してモータ２と減速機４とをマッチングさせて連結している際に、モータ２の出力軸２２がフランジ３の貫通穴部を貫通し減速機４の１段減速ギヤ４１と噛み合うことにより、モータ２の高速回転を減速機４に入力する。

以下、モータ２の出力軸２２に対し詳細な説明を行う。なお、説明の便宜上、図２のようにモータ２と減速機４がフランジ３により一体に組み立てられている場合において、減速機が位置する側を先側とし、モータ２が位置する側を後側とする。

図２に示すように、モータ２の出力軸２２は、モータ２が位置する側にある大径部２３と、大径部２１から連続し且つ減速機４が位置する側にある小径部２４とを備える。

モータ２と減速機４とがフランジ３により一体に組み立てられている場合、大径部２３の先側端はフランジ３の後側端面よりも先側に位置している。大径部２３のフランジ３と重なる部位の前後部にはそれぞれ第１オイルシール２５と第２オイルシール２６が取り付けられている。第１オイルシール２５は、フランジ３の端面に支持され、フランジ３の端面と大径部２３との間を密封している。第２オイルシール２６は、フランジ３の貫通穴部内に支持され、フランジ３の貫通穴部の内壁と大径部２３との間を密封している。これにより、ダブルシールを利用して減速機４内部からの潤滑油が出力軸２２に沿ってモータ２内に入ることを確実に回避することができる。第１オイルシール２５と第２オイルシール２６とは前後してフランジ３の後側端面を挟んで設置することが望ましい。このようにして、構造を小型化し且つコンパクト化することができる。また、先側に位置する第２オイルシール２６の内径は後側に位置する第１オイルシール２５の内径よりも小さく、又は先側に位置する第２オイルシール２６の外径は後側に位置する第１オイルシール２５の外径よりも小さく、又は先側に位置する第２オイルシール２６の内径は後側に位置する第１オイルシール２５の内径よりも小さく且つ先側に位置する第２オイルシール２６の外径は後側に位置する第１オイルシール２５の外径よりも小さいことがさらに好ましい。これにより、構造をさらに小型且つコンパクト化することができ、モータ２の出力軸２２が回転している際にオイルシールからもたらす摩擦力を減少させることができる。

なお、本実施例に示すオイルシールは本領域において通常使用されるフレームワークオイルシールに限らず、潤滑油をシールする役割を果たすものであれば、その構造は何ら限定されない。

小径部２４は大径部２３から先側へ延びて且つその直径が大径部２３よりも小さい。これにより、モータ２、フランジ３及び減速機４を組み立てる場合、モータ２の出力軸２２をフランジ３の中心貫通穴部に貫通させる時、モータ２の出力軸２２の小径部２４がフランジ３の中心貫通穴部に取り付けられた第２オイルシール２６と干渉することを回避でき、大径部２３にダブルシールを装着することができる。小径部２４の先端部には入力歯車部が設けられており、入力歯車部を利用して減速機４内の１段減速ギヤ４１と噛み合うことができる。当該入力歯車部は小径部２４のシャフト部とは別体で設けることができ、即ち独立して加工した入力歯車の部材を小径部２４のシャフト部に取り付けることで小径部２４に入力歯車部を形成することができ、また、小径部２４のシャフト部に直接に入力歯車部を加工することもできる。これにより、モータ付き減速機全体の径方向の長さを大幅に短縮し小型化を図ることができ、これをもって作業スペースが制限される状況に対処できる。また、小径部２４のシャフト部に入力歯車を加工する場合、部品点数と加工工程とを減らすこともでき、コストを節約することにつながる。

なお、モータ２と減速機４とがフランジ３を介して一体的に組み立てられている場合、フランジ３の後側端面から出力軸２２の先側端面までの距離Bとフランジ３の後側端面から減速機４の１段減速ギヤ４の先側端面までの距離Aの比、即ち距離Bの距離Aに対する比の値（B/A）が１.２以下であることが好ましい。これにより、小径部２４の入力歯車部をできる限り短く且つその直径を大きくすることが確保され、さらには出力軸２２全体の小型化を図るとともに小径部２４の強度を確保することができる。

また、小径部２４のシャフト部に入力歯車を加工する場合、通常採用されるホブを利用して小径部２４のシャフト部に対し歯車加工を行うことができる。このとき、入力歯車部の外径は大径部２３の直径よりも小さい。この場合、ホブの歯先円半径Ｒが４２ｍｍ以下であることが好ましい。これにより、大径部２３と小径部２４との移行部分においてホブの逃げスペースを確保すると同時に出力軸２２全体の小型化を確保することができる。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数の目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

１ モータ付き減速機
２ モータ
３ フランジ
４ 減速機
２１ ケーシング
２２ 出力軸
２３ 大径部
２４ 小径部
２５ 第１オイルシール
２６ 第２オイルシール
４１ １段減速ギヤ

Claims (9)

1. モータ付き減速機であって、
   モータ、フランジ及び減速機を備え、前記フランジは前記モータと前記減速機の間に介在し、前記フランジにて前記モータと前記減速機とを連結し、前記モータの出力軸は前記フランジを貫通して前記減速機の１段減速ギヤと噛み合っており、
   前記モータの前記出力軸には第１のオイルシールと第２のオイルシールとが設けられていることを特徴とする、モータ付き減速機。
2. 請求項１に記載のモータ付き減速機において、
   前記第１のオイルシールは前記出力軸の前記モータ側に位置し、前記第２のオイルシールは前記出力軸の前記減速機側に位置し、
   前記第２のオイルシールの内径は前記第１のオイルシールの内径よりも小さく、又は前記第２のオイルシールの外径は前記第１のオイルシールの外径よりも小さく、又は前記第２のオイルシールの内径は前記第１のオイルシールの内径よりも小さく且つ前記第２のオイルシールの外径は前記第１のオイルシールの外径よりも小さいことを特徴とする、モータ付き減速機。
3. 請求項２に記載のモータ付き減速機において、
   前記第１のオイルシールと前記第２のオイルシールとは前記フランジの前記モータ側の端面を挟んで前記フランジの前記モータ側の端面の両側に位置することを特徴とする、モータ付き減速機。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のモータ付き減速機において、
   前記出力軸は、前記モータ側に位置する大径部と、当該大径部から連続して前記減速機側に位置し且つ外径が前記大径部よりも小さい小径部と、を備え、前記小径部は、前記１段減速ギヤと噛み合う入力歯車部を有することを特徴とする、モータ付き減速機。
5. 請求項４に記載のモータ付き減速機において、
   前記第１のオイルシールと前記第２のオイルシールとは前記大径部に位置することを特徴とする、モータ付き減速機。
6. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のモータ付き減速機において、
   前記フランジの前記モータ側端面から前記出力軸の前記減速機側端面までの距離と前記フランジの前記モータ側端面から前記減速機の前記１段減速ギヤの前記減速機側端面までの距離との比は１.２以下であることを特徴とする、モータ付き減速機。
7. モータ付き減速機であって、
   モータ、フランジ及び減速機を備え、前記フランジは前記モータと前記減速機との間に介在し、前記フランジにて前記モータと前記減速機を連結し、前記モータの出力軸は前記フランジを貫通して前記減速機の１段減速ギヤと噛み合っており、
   前記フランジの前記モータ側端面から前記出力軸の前記減速機側端面までの距離と前記フランジの前記モータ側端面から前記減速機の前記１段減速ギヤの前記減速機側端面までの距離との比は１.２以下であるを特徴とする、モータ付き減速機。
8. 請求項７に記載のモータ付き減速機において、
   前記出力軸は、前記モータ側に位置する大径部と、当該大径部から連続して前記減速機側に位置し且つ外径が前記大径部よりも小さい小径部と、を備え、
   前記小径部は、シャフト部と、前記シャフト部に歯車を加工してなり、前記１段減速ギヤと噛み合う入力歯車部とを有し、
   前記入力歯車部の外径は、前記大径部の外径よりも小さいことを特徴とする、モータ付き減速機。
9. 請求項８に記載のモータ付き減速機において、
   前記シャフト部に歯車を加工するために用いられるホブの歯先円半径Ｒが４２ｍｍ以下であることを特徴とする、モータ付き減速機。