JP2019167967A - 減速機及び減速機シリーズの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数の増加を抑え、軸方向の大きさを小さくすることができる減速機及び減速機シリーズの製造方法を得る。【解決手段】中空の入力軸１４ａを有する第１減速部１、入力軸１４ａに設けられるベベルギア４１及びベベルギア４１と噛合い入力軸１４ａの軸線Ｏ１と直交する軸線Ｏ３を中心に回転するベベルピニオン４２からなる第２減速部２、第２減速部２を内蔵する筐体３、及び筐体３に固定され入力軸１４ａ及びベベルギア４１を同軸で貫通する筒状部材４を有する直交軸減速機１００と、第１減速部１に用いる内歯歯車１１、外歯歯車１０、及びキャリア１３と同一形状の部材を用いて構成される平行軸減速機とを含んで構成される減速機シリーズの製造方法であって、直交軸減速機１００に用いられる入力軸１４ａと偏心部の形状が同一で軸方向長さが長い入力軸を用いて、平行軸減速機を構成することを特徴とする。【選択図】 図１

Description

本発明は、装置の軸方向の大きさを小さくすることができる減速機及び減速機シリーズの製造方法に関するものである。

従来、特許文献１には、中空の入力軸を備えた偏心搖動型の動力伝達装置が開示されている。入力軸に入力された回転は、動力伝達装置により減速され、第１フランジから相手機械へと伝達される。また、４個のオイルシール（１７３Ａ〜Ｄ）により、装置内部の潤滑剤が封止されている。

また、特許文献２には、偏心揺動型の遊星歯車減速装置である第２減速装置を組み込んだ直交軸タイプの動力伝達装置が開示されている。第２減速装置は、中空部を有する入力軸を備えている。入力軸には、ベベルギアが固定されている。筒状部材が入力軸の内側を貫通し、筒状部材と、キャリアに接続される第２部材との間に設けられたオイルシール（８８）によって、装置の内部が封止されている。

国際公開第２００６／０８５５３６号 特開２０１３−１９９９８１号公報

特許文献２の図面によると、特許文献１で開示される減速機に類似した減速機を組み込んで構成されているものと考えられる。つまり、特許文献１で開示される減速機は、特許文献２における第２減速装置１８に対応しており、特許文献２の図１によれば、特許文献１の図１のオイルシール１７３Ａ，１７３Ｂ，１７３Ｄに相当するオイルシールが取り除かれている。

しかしながら特許文献２の発明によれば、入力軸３４と筒状部材８２との間を封止するために、第２キャリア５６の出力側に第２部材２２を追加し、第２部材２２と筒状部材８２との間にオイルシール８８が設けられている。つまり、特許文献１で開示される減速機であれば第１フランジ（キャリア）に相手機械を直接連結することができるが、当該減速機に類似する減速機を特許文献２で開示される装置に組み込んだ場合には、第２部材２２を追加しなければならない。このため、部品点数が増えてしまい、装置の軸方向の大きさが大きくなってしまうという問題があった。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、部品点数を削減し、装置の軸方向の大きさを小さくできる減速機及び減速機シリーズの製造方法を提供することを目的とする。

この目的を達成するために、請求項１記載の減速機は、筐体と、前記筐体に接続される減速部であって、中空の入力軸と、出力部とを有する減速部と、前記入力軸の一端に固定される入力歯車と、一端が前記筐体に固定され、前記入力軸及び前記入力歯車を同軸で貫通して配置される筒状部材と、前記出力部と前記筒状部材の他端との間に配置されるシール部材とを備えることを特徴とするものである。

また、請求項２記載の減速機は、請求項１に記載の減速機であって、更に、前記減速部は、内歯歯車と、前記入力軸に設けた偏心部に外装されて前記内歯歯車に内接して噛合う外歯歯車と、前記入力軸を軸支し前記外歯歯車の公転運動を出力するキャリア部材とを有する偏心搖動型の減速部であり、前記キャリア部材が前記出力部を兼ねることを特徴とするものである。

また、請求項３記載の減速機は、請求項１または２に記載の減速機であって、更に、前記出力部は、前記入力軸の回転軸方向において、前記筒状部材の他端よりも突出することを特徴とするものである。

また、請求項４記載の減速機は、請求項１から３のいずれか１項に記載の減速機であって、更に、前記出力部のインローの内径と、前記シール部材の外径とが等しいことを特徴とするものである。

また、請求項５記載の減速機シリーズの製造方法は、請求項１に記載の減速機であって、前記入力歯車が傘歯車である第１減速機と、当該第１減速機に用いる内歯歯車、外歯歯車、及びキャリア部材と同一形状の部材を用いて構成される第２減速機とを含んで構成される減速機シリーズの製造方法であって、第１減速機を製造する工程と、第１減速機に用いられる入力軸と偏心部の形状が同一で軸方向長さが長い第２入力軸を用いて第２減速機を製造する工程と、を実行することを特徴とするものである。

また、請求項６記載の減速機シリーズの製造方法は、請求項５に記載の減速機シリーズの製造方法であって、更に、前記第２減速機は、前記キャリア部材と第２入力軸との間に配置される第２シール部材を備え、前記第２シール部材の配置位置は、前記第１減速機におけるシール部材の配置位置と対応することを特徴とするものである。

請求項１記載の減速機によれば、出力部と筒状部材との間にシール部材を配置するため、シール部材を配置するために専用の出力部材等を追加する必要がない。このため、部品点数を削減することができる。また、専用の出力部材等が不要になるため、減速機の軸方向の大きさを小さくすることができる。

また、請求項２記載の減速機によれば、キャリア部材が出力部を兼ねているため、キャリア部材に直接シール部材を配置することができる。このため、部品点数を削減することができる。また、専用の出力部材等が不要になるため、減速機の軸方向の大きさを小さくすることができる。

また、請求項３記載の減速機によれば、出力部が筒状部材よりも突出するため、減速機を相手側装置と連結する際に、相手側装置と筒状部材とが干渉しにくく、相手側装置との連結作業が容易になる。

また、請求項４記載の減速機によれば、インローの内径とシール部材の外径とが等しいため、インローとシール部材の配置部分とを同一の加工にて形成することができる。このため、出力部の加工コストを抑えることができる。

また、請求項５記載の減速機シリーズの製造方法によれば、第１減速機と第２減速機とで部品を共通化しつつ、軸方向の大きさを小さくすることができる。また、同じ出力（インロー）形状の減速機シリーズを提供することができる。

また、請求項６記載の減速機シリーズの製造方法によれば、第１減速機と第２減速機とでオイルシール位置を同じにすることができる。このため、同じ出力部の形状の減速機シリーズを提供することができる。

本発明の実施形態の一例である直交軸減速機の中央縦断面図である。 本発明の実施形態の一例である平行軸減速機の中央縦断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の減速機の実施形態の一例である直交軸減速機１００の中央縦断面図である。

直交軸減速機１００は、第１減速部１と、第２減速部２と、筐体３と、筒状部材４とからなる。第１減速部１は筐体３に連結され、第２減速部２は筐体３に内蔵されている。筒状部材４は、一端が筐体３に固定され、他端が第１減速部１の中心を同軸で貫通して配置される。

第１減速部１は、外歯歯車１０が内歯歯車１１と噛み合いながら偏心回転する偏心搖動型の減速部である。第１減速部１は、ケーシング１２とキャリア１３と外歯歯車１０と入力軸１４ａとを備えている。ケーシング１２は、内周面に内歯歯車１１を一体に設けた円筒状の中ケース１５と、中ケース１５における軸方向の一方の端面（出力側、図１の左側）に配置される円筒状の外ケース１６とから成り、中ケース１５と外ケース１６とは、中ケース１５及び外ケース１６に螺合される複数のボルト１７，１７・・により、中ケース１５における軸方向の他方（入力側、図１の右側）から、筐体３と一体に結合されている。外ケース１６はクロスローラベアリング１８の外輪を兼ねている。

キャリア１３は、第１キャリア部材１３ａと第２キャリア部材１３ｂとで構成されている。第１キャリア部材１３ａは、外ケース１６の内側にクロスローラベアリング１８を介して回転可能に軸支されている。第１キャリア部材１３ａはクロスローラベアリング１８の内輪を兼ねている。第１キャリア部材１３ａにおける軸方向の一方の端面には、相手側装置へ動力を伝達する出力部１９が形成されている。出力部１９には図示しない複数のボルト孔が形成され、該ボルト孔を利用して、相手側装置と連結される。また、出力部１９の内側には、相手側装置との軸心合わせに使用するための円形のインロー部２０が形成される。

ケーシング１２の内側には、２個のボールベアリング２１，２１を介して、中空筒状の入力軸１４ａが、内歯歯車４の軸線と同軸で、第１キャリア部材１３ａ及び第２キャリア部材１３ｂに回転可能に軸支されている。入力軸１４ａにおいて、ボールベアリング２１，２１の間には、外径及び偏心量δ１が互いに等しく、偏心方向が互いに１８０度異なる位相となる一対の偏心部２２，２２が隣接して形成されている。各偏心部２２，２２には、全周に亘って配設される横断面円形状の複数のころ２３，２３・・からなるニードルベアリング２４が設けられて、ニードルベアリング２４を介して、外歯歯車１０，１０がそれぞれ回転可能に外装されている。入力軸１４ａにおける軸方向の入力側の端面には、複数のボルト孔が形成されている。入力軸１４ａにおける軸方向の出力側の端面位置は、出力側のボールベアリング２１における出力側の端面位置と、略同一の位置になっている。

第１キャリア部材１３ａにおける軸方向の他方には、形状が同じ２枚の外歯歯車１０，１０が配置され、第１キャリア部材１３ａと第２キャリア部材１３ｂとで２枚の外歯歯車１０，１０を挟むようになっている。外歯歯車１０，１０は、内歯歯車１１の歯数よりも僅かに少ない歯数を有して内歯歯車１１に偏心位置で内接している。外歯歯車１０，１０には、入力軸１４ａの軸線Ｏ１から偏心量δ１だけオフセットした軸線Ｏ２を中心とした同心円上に、複数の円形のピン孔２５が、周方向に等間隔で形成されて、このピン孔２５に、入力軸１４ａの軸線Ｏ１を中心とした同心円上で当該軸線と平行に架設されるピン２６がそれぞれ遊挿されている。このピン２６の両端は、第１キャリア部材１３ａ及び第２キャリア部材１３ｂに設けられた孔に圧入され、ピン２６によって第１キャリア部材１３ａ及び第２キャリア部材１３ｂは一体に回転可能となっている。ピン２６の外周における外歯歯車１０の遊挿部分には、筒状のメタル２７が一体に外装されている。

外ケース１６と第１キャリア部材１３ａとの間でクロスローラベアリング１８の外側には、オイルシール２８が配置されている。また、第１キャリア部材１３ａと筒状部材４との間でボールベアリング２１の外側には、オイルシール２９ａが配置されている。第１キャリア部材１３ａにおけるオイルシール２９ａが配置される部分は、インロー部２０と同径に形成されている。オイルシール２８及びオイルシール２９ａにより、直交軸減速機１００の内部空間が封止されている。

第２減速部２は、直交軸型の減速部であり、ベベルギア４１と、ベベルギア４１に噛み合い入力軸１４ａの軸線Ｏ１と直交する軸線Ｏ３を中心に回転するベベルピニオン４２とを備え、筐体３に内蔵されている。ベベルギア４１は、第１減速部１の入力軸１４ａの入力側の端部に連結されている。ベベルギア４１は、複数のボルト４３，４３・・によって入力軸１４ａの端部に設けられたボルト孔に固定され、入力軸１４ａの軸線Ｏ１を中心として入力軸１４ａと一体に回転可能となっている。ベベルピニオン４２は、ベベルギア４１と噛み合う歯と反対側には、図示しないモータと連結可能な連結部４４を備え、ボールベアリング４５を介して筐体３の内側に回転自在に軸支されている。

筒状部材４は、例えばアルミ合金などで成型される円筒状の部材であり、筐体３に固定される固定部５１と、第１減速部１及びベベルギア４１を同軸で貫通する本体部５２と、固定部５１と本体部５２との間をつなぐ中間部５３ａとからなる。筒状部材４は、固定部５１側のみが筐体３に固定され、本体部５２側はオイルシール２９ａのリップが当接するのみであり軸支はされていない。つまり、いわゆる片持ち状態で筐体３に固定されている。

筒状部材４の固定部５１は、円形のフランジ部５４とインロー部５５とからなり、インロー部５５が、筐体３に設けられた開口部の内周に嵌合し、フランジ部５４は複数のボルト５６，５６・・によって筐体３に固定されている。なお、筒状部材４の固定部５１において、インロー部５５の軸方向長さＤ５は、フランジ部５４の軸方向に垂直な面の長さＤ６よりも長くなっている。また、インロー部５５には全周に亘って溝５７が設けられ、溝５７にはＯリング５８が配置されている。Ｏリング５８によって、筐体３の開口部と筒状部材４のインロー部５５との間が封止されている。

筒状部材４の固定部５１と反対側には本体部５２が形成される。本体部５２の先端部５９は、第１キャリア部材１３ａの内側に達し、先端部５９の外周にはオイルシール２９ａのリップが当接する。筒状部材４の本体部５２には、入力軸１４ａまたはベベルギア４１を軸支するベアリング等が設けられず、入力軸１４ａの内周面から僅かな隙間Ａを隔てて配置されている。筒状部材４の中間部５３ａには、本体部５２の内径Ｄ１よりも大きな内径Ｄ３が形成されている。また、筒状部材４の本体部５２のうち、入力軸１４ａの軸線Ｏ１と直交する方向から見て入力軸１４ａ及びベベルギア４１と重なる範囲Ｂには、内径Ｄ１及び外径Ｄ２に段差や溝等の形状が設けられない円筒状となっている。

筒状部材４の先端部５９は、入力軸１４ａの軸線Ｏ１方向において、第１キャリア部材１３ａの出力部１９の端面よりも突出しない。

以上のように構成された直交軸減速機１００において、図示しないモータによってベベルピニオン４２が回転すると、ベベルピニオン４２に噛み合うベベルギア４１が回転し、ベベルギア４１に連結した入力軸１４ａが回転する。入力軸１４ａが回転することで、偏心部２２，２２がそれぞれ対称的に偏心運動し、各外歯歯車１０，１０を内歯歯車１１に内接した状態で偏心及び自転運動する。このため、各ピン孔２５も偏心及び自転運動するが、各ピン孔２５はメタル２７を含むピン２６よりも大径に形成されているので、各ピン２６はピン孔２５に内接した状態で相対的に偏心運動して偏心成分を吸収し、各ピン２６からは自転成分のみが取り出される。よって、ピン２６を介して第１キャリア部材１３ａ及び第２キャリア部材１３ｂが同期回転し、出力部１９から相手側装置に回転が伝達される。このとき、筐体３内に充填されたグリスは、オイルシール２８及びオイルシール２９ａによって封止される。

次に、平行軸減速機２００について図２を参照して説明する。平行軸減速機２００は、上述した直交軸減速機１００における第１減速部１に対応している。

平行軸減速機２００において、中ケース１５における軸方向の他方（入力側、図２の右側）には、円盤状のケースカバー３１が配置される。中ケース１５と外ケース１６とケースカバー３１とは、ケースカバー３１側から中ケース１５を貫通して外ケース１６に螺合される複数のボルト１７，１７・・により、一体に結合されている。

ケーシング１２の内側には、２個のボールベアリング２１，２１を介して、中空筒状の入力軸１４ｂが、内歯歯車１１の軸線と同軸で、第１キャリア部材１３ａ及び第２キャリア部材１３ｂに回転可能に軸支されている。入力軸１４ｂにおいて、ボールベアリング２１，２１の間には、外径及び偏心量δ１が互いに等しく、偏心方向が互いに１８０度異なる位相となる一対の偏心部２２，２２が隣接して形成されている。各偏心部２２，２２には、全周に亘って配設される横断面円形状の複数のころ２３，２３・・からなるニードルベアリング２４が設けられて、ニードルベアリング２４を介して、外歯歯車１０，１０がそれぞれ回転可能に外装されている。入力軸１４ｂにおける軸方向の入力側の端面には、複数のボルト孔が形成されている。入力軸１４ｂにおける軸方向の出力側の先端は、出力側のボールベアリング２１における出力側の端面よりも突出している。

第１キャリア部材１３ａと入力軸１４ｂの先端部分との間でボールベアリング２１の外側には、オイルシール２９ｂが配置されている。第１キャリア部材１３ａにおけるオイルシール２９ｂが配置される部分は、インロー部２０と同径に形成されている。オイルシール２８及びオイルシール２９ｂにより、平行軸減速機２００の内部空間が封止されている。また、ケースカバー３１の内周面と入力軸１４ｂの外周面との間には、オイルシール３２が配置され、オイルシール３２により、平行軸減速機２００の内部空間が封止されている。

入力軸１４ｂの入力側の端部に設けられたボルト孔には、用途によって様々なギア、プーリ、またはモータ等の入力側の部材が連結される。

直交軸減速機１００におけるオイルシール２９ａの配置位置と、平行軸減速機２００におけるオイルシール２９ｂの配置位置とは、対応している。すなわち、直交軸減速機１００における第１キャリア部材１３ａに対するオイルシール２９ａの位置と、平行軸減速機２００における第１キャリア部材１３ａに対するオイルシール２９ｂの位置とは、同じである。オイルシール２９ａとオイルシール２９ｂとは、外径が同じであり、内径が異なる。

尚、入力軸１４ｂの先端部分の形状、オイルシール２９ｂの形状、ケースカバー３１の形状、及びオイルシール３２を除く平行軸減速機２００の構成と、平行軸減速機２００の動作とは、上述した直交軸減速機１００における第１減速部１の構成と動作と同様なので、詳細な説明は省略する。

このように、上記形態の直交軸減速機１００によれば、出力部１９と筒状部材４の先端部５９との間にオイルシール２９ａを配置するため、オイルシールを配置するために専用で余分な出力部材等を配置する必要がない。このため、直交軸減速機１００の軸方向の大きさを小さくすることができる。

また、第１キャリア部材１３ａに出力部１９が形成されているため、キャリアと出力部１９とが一体となっており、オイルシールを配置するために専用で余分な出力部材等を配置する必要がない。このため、直交軸減速機１００の部品点数を減らすことができる。また、直交軸減速機１００の軸方向の大きさを小さくすることができる。

また、出力部１９が筒状部材４の先端部５９よりも突出するため、相手側装置と出力部１９とを連結する際に、相手側装置と筒状部材４とが干渉しにくく、相手側装置との連結作業が容易になる。

また、出力部１９のインロー部２０の内径と、オイルシール２９ａの外径とが等しいためインロー部２０と、オイルシール２９ａのハウジング部分とを同一の加工にて形成することができる。このため、第１キャリア部材１３ａの構造が簡単になり、加工コストを抑えることができる。

本実施形態の直交軸減速機１００と平行軸減速機２００とからなる減速機シリーズによれば、内歯歯車１１、外歯歯車１０、及びキャリア１３を共通化することができるため、シリーズ構成において部品を共通化することによりコストを低減させることができる。

また、第１減速機１００と第２減速機２００とでオイルシールの位置が同じであるため、出力部の形状が同じとなる。このため、同じ出力部の形状の減速機シリーズを提供することができる。

以上のように、本実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。以下に、上記実施形態に加えうる変更の例について説明する。

例えば、本実施形態の直交軸減速機１００では、入力軸１４ａの一端には傘歯車を配置したが、傘歯車でなくても平歯車であってもよい。また、例えば、直交軸減速機１００では、中ケース１５と筐体３とを一体に結合したが、筐体３と接続したが、中ケース１５と筐体３との間に、平行軸減速機２００に使用するケースカバー３１を介して結合してもよい。

［本発明と実施形態との構成の対応関係］
本実施形態の直交軸減速機１００は、本発明の第１減速機の一例である。本実施形態の平行軸減速機２００は、本発明の第２減速機の一例である。本実施形態のオイルシール２９ａは、本発明のシール部材の一例である。本実施形態のオイルシール２９ｂは、本発明の第２シール部材の一例である。本実施形態のベベルギア４１は、本発明の入力歯車の一例である。本実施形態の先端部５９は、本発明の他端の一例である。

１００ 直交軸減速機
２００ 平行軸減速機
１ 第１減速部
２ 第２減速部
３ 筐体
４ 筒状部材
１０ 外歯歯車
１１ 内歯歯車
１３ キャリア
１４ａ，１４ｂ 入力軸
１９ 出力部
２０ インロー部
２８，２９ａ，２９ｂ オイルシール
４１ ベベルギア
４２ ベベルピニオン
５１ 固定部
５２ 本体部
５３ａ 中間部
５４ フランジ部
５５ インロー部
５７ 溝
５９ 先端部
Ｏ１ 入力軸の軸線
Ｏ３ 第２軸線
Ａ 隙間
Ｂ 入力軸と重なる範囲
Ｄ１ 本体部の内径
Ｄ２ 本体部の外径
Ｄ３ 中間部の内径
Ｄ５ インロー部の長さ
Ｄ６ フランジ部の長さ

Claims (6)

1. 筐体と、
   前記筐体に接続される減速部であって、中空の入力軸と、出力部とを有する減速部と、 前記入力軸の一端に固定される入力歯車と、
   一端が前記筐体に固定され、前記入力軸及び前記入力歯車を同軸で貫通して配置される筒状部材と、
   前記出力部と前記筒状部材の他端との間に配置されるシール部材と
   を備えることを特徴とする減速機。
2. 前記減速部は、内歯歯車と、前記入力軸に設けた偏心部に外装されて前記内歯歯車に内接して噛合う外歯歯車と、前記入力軸を軸支し前記外歯歯車の公転運動を出力するキャリア部材とを有する偏心搖動型の減速部であり、
   前記キャリア部材が前記出力部を兼ねることを特徴とする請求項１に記載の減速機。
3. 前記出力部は、前記入力軸の回転軸方向において、前記筒状部材の他端よりも突出することを特徴とする請求項１または２に記載の減速機。
4. 前記出力部のインローの内径と、前記シール部材の外径とが等しいことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の減速機。
5. 請求項１に記載の減速機であって、前記入力歯車が傘歯車である第１減速機と、
   当該第１減速機に用いる内歯歯車、外歯歯車、及びキャリア部材と同一形状の部材を用いて構成される第２減速機とを含んで構成される減速機シリーズの製造方法であって、
   第１減速機を製造する工程と、
   第１減速機に用いられる入力軸と偏心部の形状が同一で軸方向長さが長い第２入力軸を用いて第２減速機を製造する工程と、
   を実行することを特徴とする、減速機シリーズの製造方法。
6. 前記第２減速機は、前記キャリア部材と第２入力軸との間に配置される第２シール部材を備え、
   前記第２シール部材の配置位置は、前記第１減速機におけるシール部材の配置位置と対応する
   ことを特徴とする、請求項５に記載の減速機シリーズの製造方法。