JP2020204361A - 歯車減速機 - Google Patents

Abstract

【課題】ギヤケース本体とギヤフランジに位置決め構造を形成することにより、ギヤケース本体及びギヤフランジの軸受ハウジングの位置を軸方向に正確に位置決めする。【解決手段】入力軸側に円形の開口部１１を有し、出力軸側内面に歯車軸４ａ、４ｂ及び出力軸３を受ける軸受けを設けたギヤケース本体１と、歯車軸４ａ、４ｂに取付けた歯車を有し入力軸の回転を減速して出力軸３に伝達する歯車減速機構を備える。円形のギヤフランジ２を開口部１１内周面に当接させてギヤケース本体１に固着するための係合部を設け、ギヤフランジ２には歯車軸４ａ、４ｂ及び出力軸３を受ける軸受６ｂ１、６ｂ２、６ｂ３を設け、ギヤケース本体１の出力軸側内面に歯車軸４ａ、４ｂ及び出力軸３を受ける軸受６ａ１、６ａ２、６ａ３の位置と、ギヤフランジ２の軸受６ｂ１、６ｂ２、６ｂ３の位置を、位置決めする嵌合部または係合部を備えた。【選択図】図１

Description

本発明は、歯車減速機に関する。

従来、この種の歯車減速機としては、例えば、特許文献１および特許文献２に示すようなものがある。

特許文献１においては、電動機の回転軸を入力軸とし、前記入力軸の回転力を出力軸に伝達するための所要数の減速歯車及び歯車軸と、前記歯車軸及び出力軸を軸支する軸受と、入力軸側の軸受の外周を保持する複数の貫通穴を備えた平面状の第１の軸受保持板と、前記入力側の軸受の端面を受ける面を凸形状に形成した第２の軸受保持板とを備え、歯車箱は入力軸側の開口部に前記電動機のブラケットを結合するための嵌合部、及び前記軸受保持板を固定する非貫通のメネジを設け、かつ出力軸側の内面に出力軸側の軸受を保持する軸受ハウジングを前記歯車箱と一体に設け、前記軸受保持板を前記歯車箱に止めネジにて固定する歯車減速機が開示されている。

このような歯車減速機においては、所要数の歯車軸を軸支する軸受を保持する、歯車箱の出力軸側の内面に出力軸側の軸受ハウジングの位置と、第１及び第２の軸受保持板による軸受保持の位置を軸方向に正確に一致するように位置決めする必要がある。特許文献１では、軸受保持板を歯車箱に止めネジにて固定すると記載されている。しかしながら、止めネジにての固定のみでは、正確な位置決めをすることはできない。

特許文献２の従来例として図８に示されているように、ギヤケース（１０２）は、一側が開口したケース部（歯車箱）（１０４）と、ケース部（歯車箱）（１０４）の開口部を覆う蓋部（軸受保持板）（１０６）とを組み立てて形成されている。ケース部（歯車箱）（１０４）に対して蓋部（軸受保持板）（１０６）はピン（１０８）により位置決めされ、周囲４カ所がねじ止めされていると記載されている。

この場合、蓋部（軸受保持板）（１０６）を角形状にして、ケース部（歯車箱）（１０４）及び蓋部（軸受保持板）（１０６）に位置決めピン穴（１０４ｅ）と（１０６ｅ）を加工し、位置決めピン（１０８）を挿入して位置決めする。

この場合、ケース部（歯車箱）（１０４）及び蓋部（軸受保持板）（１０６）の位置決めはできるが、ギヤフランジ、ギヤケースに位置決めピン穴の加工(センター穴→下穴→リーマ仕上げの３工程)が必要なため、加工時間が長く、コスト高となる問題点があった。

この問題点を解決するため、本出願人は、特許文献２に、側板（軸受保持板）の外縁がケース部（歯車箱）の歯車収容部及び段差部の内面に当接することにより位置決めしたので、側板（軸受保持板）をケース部（歯車箱）に容易に位置決めすることができる歯車減速機を開示している。これにより、上記の様に、位置決め穴、位置決めピンを設けることなく、ケース部（歯車箱）と側板（軸受保持板）の位置決めが正確にできる。

特開昭６３−２６２０４２号公報 特開２００３−２４０１０５号公報

しかしながら、このような従来の歯車減速機にあっては、ケース部（歯車箱）の対角となる２隅に段差部を設け、この部分に側板（軸受保持板）の２箇所の突出部を当接しているため、特許文献２の図５に示すように、電動機と歯車減速機を締結するネジ止め部が２ヶ所のみとなってしまい、小出力の電動機の場合にしか適用できないという問題点があった。

本発明は、このような従来の問題点（欠点）に着目してなされたもので、位置決めピンを使用しない、ギヤケースとギヤフランジの位置決め構造において、ギヤフランジを丸形状にし、ギヤケースの開口部に収納し、ギヤケースとギヤフランジに位置決め構造を形成することにより、上記の問題点を解決することができる歯車減速機を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、入力軸側に円形の開口を有し、出力軸側内面に歯車軸及び出力軸を受けるそれぞれの軸受けを設けたギヤケース本体と、該ギヤケース本体内に収納され、回転自在な前記歯車軸に取付けた歯車を有し前記入力軸の回転を減速して前記出力軸に伝達する歯車減速機構を備え、前記ギヤケース本体に結合するための円形のギヤフランジを有し該ギヤフランジを前記円形の開口内周面に当接させて前記ギヤケース本体に固着した係合部を設け、前記ギヤフランジには前記歯車軸及び前記出力軸を受けるそれぞれの軸受を設け、前記ギヤケースの出力軸側内面に前記歯車軸及び前記出力軸を受けるそれぞれの軸受の位置と、前記ギヤフランジの前記歯車軸及び前記出力軸を受けるそれぞれの軸受の位置を、位置決めする嵌合部を備えたことにある。

本発明によれば、ギヤケースとギヤフランジの位置決め構造において、ギヤフランジを円形にし、ギヤケースの円形の開口部にインロー嵌合することと、ギヤケースとギヤフランジの凹凸による位置決め嵌合部を設け、嵌合することにより、ギヤケースの軸受ハウジングとギヤフランジの軸受ハウジングの位置を軸方向に正確に位置決めすることができる。
また、位置決めピン穴を加工するよりも安価に位置決め構造が構成できる。

本発明の実施の形態による歯車減速機を示す縦断面図である。 （ａ）は、図１の歯車減速機を、ギヤフランジ及びギヤケースを破断して内部を示す斜視図、（ｂ）は、図２（ａ）の内部機構を省略してギヤケースとギヤフランジを示す斜視図である。 図２（ｂ）のギヤフランジを示す平面図である。 本発明の他の実施の形態による歯車減速機を示し、（ａ）はギヤケースを示す斜視図、（ｂ）はギヤフランジを示す斜視図である。 本発明の別の他の実施の形態による歯車減速機を示し、（ａ）はギヤケースを示す斜視図、（ｂ）はギヤフランジを示す斜視図である。 本発明のまた別の他の実施の形態による歯車減速機を示し、（ａ）はギヤケースを示す斜視図、（ｂ）はギヤフランジを示す斜視図である。 他の実施の形態のギヤフランジの軸受ハウジング位置決めの説明をするための概念図である。

[第１の実施の形態]
以下、本発明の実施の形態を図面にもとづいて説明する。
図１及び図２（ａ）（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態を示したもので、図１は歯車減速機を示す縦断面図、図２（ａ）は、図１のギヤケースを破断して内部を示す斜視図、図２（ｂ）は、図２（ａ）の内部機構を省略してギヤケースとギヤフランジを示す斜視図である。
図３は、図２（ｂ）のギヤフランジを示す平面図である。

図１及び図２（ａ）（ｂ）において、歯車減速機１００は、入力側に開口部１１を有するギヤケース本体１と、ギヤケース本体１の開口部１１側に固着したギヤフランジ２とからなる。ギヤケース本体１内には所要数の歯車軸４ａ、４ｂと出力軸３が設けられている。歯車軸４ａ、４ｂと出力軸３は、それぞれギヤケース側の軸受６ａ１、６ａ２、６ａ３とギヤフランジ側の軸受６ｂ１、６ｂ２、６ｂ３により回転自在に軸支されている。図２（ｂ）に示すように、ギヤケース本体１の内面底面には、歯車軸４ａ、４ｂと出力軸３の軸受６ａ１，６ａ２，６ａ３を保持するための軸受ハウジング８ａ、８ｂ、８ｃが形成されている。また、ギヤフランジ２の一面には、歯車軸４ａ、４ｂと出力軸３の軸受６ｂ１、６ｂ２、６ｂ３を保持するための軸受ハウジング７ａ、７ｂ、７ｃが形成されている。図１に示すように、歯車軸４ａ、４ｂおよび出力軸３には、それぞれ歯車５ａ、５ｂ、５ｃが設けられている。１０は出力軸３の基端部に設けられたオイルシールである。

これらの歯車５ａ、５ｂ、５ｃの噛み合いを説明すると、図２（ａ）に示すように、ギヤフランジ２の中心部の孔部２ａに、図示しない歯切りされた入力軸が入り、歯車軸４ａの歯車５ａと噛合う。入力軸が歯車５ａと噛合うことで、歯車軸４ａを減速させ、図１に示すように、歯車軸４ａに設けられた小歯車５ａ１が歯車軸４ｂの歯車５ｂと噛合う。そして、歯車軸４ｂをさらに減速させ、歯車軸４ｂに設けられた小歯車５ｂ１と出力軸３に設けられた歯車５ｃとが噛合う。こうして入力軸の回転がさらに減速されて出力軸３が回転する。
ギヤケース本体１の開口部１１とギヤフランジ２は、図２（ａ）（ｂ）に示すように、開口部１１に形成された円形のギヤケースインロー継手部１２と、ギヤフランジ２の外周部に形成された円形のギヤフランジインロー継手部２１が嵌合され、ギヤケース本体１の複数個のネジ穴１３とギヤフランジ２の複数個のネジ穴２２をネジ９で締結されている。

この際、出力軸３および所要数の歯車軸４の軸フレが無くなるように、ギヤケース本体１の開口部１１にギヤフランジ２を締結しなくてはならない。ギヤケースインロー継手部１２とギヤフランジインロー継手部２１で嵌合させるが、ギヤケース本体１の複数個のネジ穴１３とギヤフランジ２の複数個のネジ穴２２をネジ９での締結のみでは、ギヤフランジ２が回転方向にずれてしまう可能性がある。これを防止するため、ギヤケース本体１の開口部１１の内部に回転方向位置決め凹部１４を形成し、さらに、ギヤフランジ２に回転方向位置決め凸部２３を形成し、回転方向位置決め凹部１４と回転方向位置決め凸部２３を嵌合または係合することで、回転方向の位置決めを行うように構成されている。

次に、上記の実施の形態の作用を説明する。
ギヤケース本体１の開口部１１のギヤケースインロー継手部１２とギヤフランジ２の外周部のギヤフランジインロー継手部２１で各部品の中心位置を決める。
ギヤケース本体１の開口部１１の内部に設けられている回転方向位置決め凹部１４に、ギヤフランジ２の回転方向位置決め凸部２３を組付けることにより、凹凸形状の回転方向位置決めで各部品の回転方向の精度を決める。
この２点で中心座標と回転方向の位置決め精度を出すことが可能となる。
図３に示すように、ギヤフランジ２の回転方向位置決め凸部２３のＡ面およびＢ面の中点とギヤフランジインロー継手部２１の中点を結ぶ軸を基準軸Ｘとし、Ｘ軸と直交する軸をＹ軸とする。
この軸を基準に各軸受ハウジング（ギヤフランジ側）７ａ、７ｂ、７ｃの位置度を要求する。
同様に、ギヤケース本体１の回転方向位置決め凹部１４とギヤケースインロー継手部１２による基準軸から各軸受ハウジング（ギヤケース側）８ａ、８ｂ、８ｃの位置度を要求する。

以上説明してきたように、本発明によれば、以下に列挙する効果が得られる。
ギヤケース本体１とギヤフランジ２の位置決め構造において、ギヤフランジ２を円形にし、ギヤケース本体１の円形の開口部１１にインロー嵌合することと、ギヤケース本体１とギヤフランジ２の凹凸による位置決め嵌合部または係合部を設け、これらを嵌合または係合部することにより、ギヤケース本体１の軸受ハウジング８ａ、８ｂ、８ｃとギヤフランジ２の軸受ハウジング７ａ、７ｂ、７ｃの位置を軸方向に正確に位置決めすることができる。
また、位置決めピン穴を加工するよりも安価に位置決め構造が構成できる。
さらに、ギヤケース本体１の４隅の電動機取付穴により、歯車減速機と電動機とが４本のボルトで強固に締結することができる。

上記の実施の形態では、回転方向の位置決めとして、ギヤケース本体１の開口部１１の内部に回転方向位置決め凹部１４を形成し、さらに、ギヤフランジ２に回転方向位置決め凸部２３を形成し、回転方向位置決め凹部１４と回転方向位置決め凸部２３を嵌合または係合しているが、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、ギヤケース本体１の開口部１１の内部に回転方向位置決め凸部１４ａを形成し、ギヤフランジ２に回転方向位置決め凹部２３ａを形成しても良い。さらに、図５（ａ）の様に、回転方向位置決め凸部１４ａをギヤケース本体１の開口部１１の方向に若干長くした回転方向位置決め凸部１４ｂを形成し、図５（ｂ）の様に、ギヤフランジ２には切り欠き部２３ｂを形成し、回転方向位置決め凸部１４ｂに切り欠き部２３ｂを嵌合または係合して回転方向位置決めすることもできる。
[他の実施の形態]

その他の実施の形態として、歯車の配置や大きさにより、図２に記載しているようにX軸線上に凹凸形状の嵌め合いによる回り止めを配置できない場合は、図６のように時計周り、反時計周りの回り止めをギヤケース本体１及びギヤフランジ２に配置することにより、同様の組立が可能です。図６の例では、ギヤケース本体１に時計周り回り止め壁部１５ａ、反時計周り回り止め壁部１５ｂ、ギヤフランジ２に時計周り回り止め凸部２４ａ、反時計周り回り止め凸部２４ｂを形成している。

これにより、ギヤケース本体１の開口部１１とギヤフランジ２は、開口部１１に形成された円形のギヤケースインロー継手部１２とギヤフランジ２の外周部に形成された円形のギヤフランジインロー継手部２１で嵌合されると同時に、ギヤケース本体１の時計周り回り止め壁部１５ａとギヤフランジ２に時計周り回り止め凸部２４ａが当接し、さらにギヤケース本体１の反時計周り回り止め壁部１５ｂとギヤフランジ２の反時計周り回り止め凸部２４ｂが当接することで、ギヤフランジ２の位置決めを行うことができる。
同軸線上に直線面の回り止めを配置することにより、図７に示すように、左右の点を結ぶ直線(破線)を軸（Ｚ軸）としその軸（Ｚ軸）がインローの中点Ｏを通るように矢印の方向にオフセットすることにより、ＸＹ軸を構成できる。

なお、本発明は、上記実施の形態のみに限定されるものではなく、例えば、ギヤケース本体１の開口部１１とギヤフランジ２に形成されるギヤケースインロー継手部１２とギヤフランジ２のギヤフランジインロー継手部２１は、互いに嵌合または係合するものであれば、上記実施の形態のギヤケース本体１の時計周り回り止め壁部１５ａとギヤフランジ２に時計周り回り止め凸部２４ａ等に限定されるものではない。その他本発明の技術的範囲を変更しない範囲内で適宜変形して実施し得ることは言うまでもない。

１ ギヤケース本体
２ ギヤフランジ
３ 出力軸
４ａ、４ｂ 歯車軸
５ａ、５ｂ、５ｃ、５ａ１、５ｂ１ 歯車
６ａ１、６ａ２、６ａ３、６ｂ１、６ｂ２、６ｂ３ 軸受
７ａ、７ｂ、７ｃ 軸受ハウジング（ギヤフランジ側）
８ａ、８ｂ、８ｃ 軸受ハウジング（ギヤケース側）
９ ネジ
１０ オイルシール
１１ ギヤケース開口部
１２ ギヤケースインロー継手部
１３ ネジ穴
１４ 回転方向位置決め凹部
２１ ギヤフランジインロー継手部
２２ ネジ穴
２３ 回転方向位置決め凸部

Claims (5)

1. 入力軸側に円形の開口部を有し、出力軸側内面に歯車軸及び出力軸を受けるそれぞれの軸受けを設けたギヤケース本体と、該ギヤケース本体内に収納され、回転自在な前記歯車軸に取付けた歯車を有し前記入力軸の回転を減速して前記出力軸に伝達する歯車減速機構を備え、
   前記ギヤケース本体に結合するための円形のギヤフランジを有し該ギヤフランジを前記円形の開口部内周面に当接させて前記ギヤケース本体に固着した係合部を設け、前記ギヤフランジには前記歯車軸及び前記出力軸を受けるそれぞれの軸受を設け、
   前記ギヤケース本体の出力軸側内面に前記歯車軸及び前記出力軸を受けるそれぞれの軸受の位置と、前記ギヤフランジの前記歯車軸及び前記出力軸を受けるそれぞれの軸受の位置を、位置決めする嵌合部または係合部を備えたことを特徴とする歯車減速機。
2. 前記位置決めする嵌合部または係合部としては、前記ギヤケース本体に凹部が形成され、前記ギヤフランジに前記ギヤケース本体の凹部に係合する凸部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の歯車減速機。
3. 前記位置決めする嵌合部または係合部としては、前記ギヤケース本体に凸部が形成され、前記ギヤフランジに前記ギヤケースの凸部に係合する凹部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の歯車減速機。
4. 前記ギヤフランジの凹部は、前記ギヤフランジの切り欠き部で形成されていることを特徴とする請求項３に記載の歯車減速機。
5. 前記位置決めする嵌合部または係合部としては、前記ギヤケース本体に２箇所の壁部が形成され、前記ギヤフランジに２箇所の凸部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の歯車減速機。