JP2021099133A

JP2021099133A - ギアモータのグリス漏れ防止構造

Info

Publication number: JP2021099133A
Application number: JP2019231331A
Authority: JP
Inventors: 篤史早川; Atsushi Hayakawa
Original assignee: Nissei Corp
Current assignee: Nissei Corp
Priority date: 2019-12-23
Filing date: 2019-12-23
Publication date: 2021-07-01

Abstract

【課題】モータ軸と、モータ軸に設けられたカラーとの間からのグリス漏れを防止することができるギアモータを得る。【解決手段】一端にピニオン２９が形成されたモータ軸１５を含むギアモータ１において、モータ軸１５の外周面に筒状のカラー３１が圧入によって固定されており、モータ軸１５には、ピニオン２９の切り上がり３０を含む切り上がり範囲Ｂ１と、カラー３１が圧入される圧入範囲Ｂ２とが形成されている。カラー３１は、径方向から見て切り上がり範囲Ｂ１の少なくとも一部と重なる位置に配置されており、切り上がり範囲Ｂ１の外径Ｄ１は、圧入範囲Ｂ２の外径Ｄ２よりも小さい。このため、カラー３１を圧入する際に、ピニオン２９の切り上がり３０によってカラー３１の内周面が傷付くことが防止でき、モータ軸１５とカラー３１との間からのグリス漏れを防ぐことができる。【選択図】図２

Description

本発明は、ギアモータのグリス漏れ防止構造に関する。

従来、特許文献１には、ギヤボックスの側壁に軸受を介して回転軸を回転自在に支持すると共に、回転軸のギヤボックス内にのぞませた部分にはすば歯車を切り、このはすば歯車の切り上がり部に筒を嵌合し、筒の外周面に摺動するオイルシールを側壁で支持したギヤボックスの軸封装置が開示されている。このような筒を用いることで、オイルシールとはすば歯車の切り上がり部とを径方向に重なるように配置することができるため、装置の軸方向の長さを短くすることができる。

特開昭６０−１３９９７０号公報

しかしながら、本発明者による実験によると、特許文献１のような筒状の部材を、歯車の軸に圧入によって固定した場合、筒状の部材と歯車の軸との間から、ギアボックスの内部のグリスが浸み出してしまうという新たな問題が発見された。これは、歯車の切り上がり部の角が鋭利なため、圧入時に筒状の部材の内周面に傷が付き、筒状の部材と軸との間に溝が形成されてしまうためである。この問題は、筒状の部材を圧入により固定した場合における特有の問題であり、同形状の筒状の部材を、例えば焼き嵌め等により固定した場合では、この問題は発生しなかった。

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、歯車を切った軸に筒状の部材を圧入によって固定した場合に、グリス漏れを防止できる技術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記載のギアモータのグリス漏れ防止構造は、ギアケースと、一端にピニオンが形成され、前記ピニオンが前記ギアケース内に設けられたギアと嵌合するモータ軸と、前記モータ軸の外周面に圧入によって固定される筒状部材と、を備えたギアモータのグリス漏れ防止構造であって、前記モータ軸には、前記ピニオンの切り上がりを含む切り上がり範囲と、前記筒状部材が圧入される圧入範囲とが形成されており、前記筒状部材は、径方向から見て前記切り上がり範囲の少なくとも一部と重なっており、前記切り上がり範囲の外径は、前記圧入範囲の外径よりも小さいことを特徴とするものである。

また、請求項２記載のギアモータのグリス漏れ防止構造は、請求項１に記載のギアモータのグリス漏れ防止構造であって、更に、前記圧入範囲の外周面には研磨が施されており、前記切り上がり範囲の外周面には研磨が施されていないことを特徴とするものである。

また、請求項３記載のギアモータのグリス漏れ防止構造は、請求項１または２に記載のギアモータのグリス漏れ防止構造であって、更に、前記切り上がり範囲は前記圧入範囲に隣接して形成されており、前記切り上がり範囲の外周面は、軸方向に見て外径が同一であることを特徴とするものである。

また、請求項４記載のギアモータのグリス漏れ防止構造は、請求項１から３のいずれか１項に記載のギアモータのグリス漏れ防止構造であって、更に、前記ギアケースの開口部と前記筒状部材との間隙を封止する封止部材を備え、前記封止部材は、径方向から見て前記切り上がり範囲の少なくとも一部と重なっていることを特徴とするものである。

請求項１記載のギアモータのグリス漏れ防止構造によれば、モータ軸に筒状部材を圧入する際に、ピニオンの切り上がりにより筒状部材の内周面が傷付くことが防止できるため、モータ軸と筒状部材との間からのグリス漏れを防止しつつ、ギアモータの軸方向の長さを短くすることができる。

また、請求項２記載のギアモータのグリス漏れ防止構造によれば、ピニオンの切り上がりにより筒状部材の内周面が傷付くことが防止できる。仮に切り上がり部分に研磨が施されている場合、切り上がり部分のエッジがより鋭くなって、筒状部材の内周面が傷付く可能性が高くなるが、本発明ではそれが防止できる。また、研磨範囲が少なくて済むため、モータ軸の製造コストを安く抑えることができる。

また、請求項３記載のギアモータのグリス漏れ防止構造によれば、ピニオンの切り上がり部分を、筒状部材の圧入時の案内として使うことができるので、圧入時の作業が容易になる。

また、請求項４記載のギアモータのグリス漏れ防止構造によれば、オイルシールにより筒状部材の外周からのグリス漏れを防止しつつ、ギアモータの軸方向の長さを短くすることができる。

本実施形態に係るギアモータの断面図である。図１のＡ部拡大図である。

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、本発明の実施形態であるギアモータ１を示す断面図である。

ギアモータ１は、モータ部１００と、減速機部２００と、ブレーキ部３００とを備えている。

モータ部１００は、中空状のモータフレーム２と、モータフレーム２の負荷側（図１の左側）に設けられた負荷側ブラケット３と、モータフレーム２の反負荷側（図１の右側）に設けられたモータブラケット４とを備えている。

モータフレーム２の外周面は略正方形であり、外周面のうち三面には放熱のための複数のフィン５が形成されている。外周面のうちの残りの一面には、モータ１の銘鈑配置用の平面を確保するため、フィン５は形成されていない。モータフレーム２の内周面には、円筒状のステータ１０が焼き嵌めにより固定されている。ステータ１０は、円筒状のステータコア１１と、ステータコア１１に巻かれるコイル１２とを有する。また、ステータ１０の径方向内方には、ロータ組１３が配置されている。ロータ組１３は、円筒状のロータコア１４と、ロータコア１４の中心に圧入されるモータシャフト１５とからなり、第１軸受１６及び第２軸受１７によってモータシャフト１５の中心軸Ｏ１を中心に回転可能に軸支されている。また、ロータコア１４には、図示しないスロットが形成され、スロット内には図示しないマグネットが配置されており、ステータ１０における反負荷側の側面には基板１８が配置され、基板１８にはスロット内のマグネットの磁極位置を検知するためのセンサとしてホールＩＣ１９が配置されている。

負荷側ブラケット３は外周面が略正方形であり、内周面には第１軸受１６が配置されている。負荷側ブラケット３における第１軸受１６の負荷側には、全周に亘って内周側に向かって突出する壁部２１が形成されており、壁部２１は第１軸受１６の外輪２２の側面に当接している。負荷側ブラケット３において、第１軸受１６を挟んで壁部２１とは反対側には、溝２３が形成され、該溝２３には第１止め輪２４が配置されている。壁部２１と第１止め輪２４とで第１軸受１６の外輪２２を挟み込んで固定することにより、負荷側ブラケット３に対する第１軸受１６の軸方向への移動が規制されている。

モータ軸１５の中心軸Ｏ１方向における中央には、ロータコア１４が圧入によって固定されている。モータ軸１５の中心軸Ｏ１方向におけるロータコア１４よりも負荷側には、第１軸受１６が圧入によって固定されている。モータ軸１５の中心軸Ｏ１方向におけるロータコア１４と第１軸受１６との間には、全周に亘って外周側に向かって突出する鍔部２５が形成されており、鍔部２５の側面は第１軸受１６の内輪２６の側面に当接している。また、モータ軸１５の中心軸Ｏ１方向において、第１軸受１６を挟んで鍔部２５とは反対側には、溝２７が形成され、該溝２７に第２止め輪２８が配置されている。鍔部２５と第２止め輪２８とで第１軸受１６の内輪２６を挟み込んで固定することにより、第１軸受１６に対するモータ軸１５の軸方向への移動が規制されている。

モータ軸１５の中心軸Ｏ１方向における負荷側の先端には、ピニオン２９が形成されている。本実施形態では、ピニオン２９はねじれを有するはすば歯車である。ピニオン２９は、後述するギアケース４０内に突出し、ギアケース４０内の第１遊星歯車４３と嵌合している。また、モータ軸１５には、ピニオン２９の切り上がり３０を覆うように、円筒状のカラー３１が配置されている。

モータ軸１５の中心軸Ｏ１方向におけるロータコア１４よりも反負荷側には、第２軸受１７が圧入によって固定されている。モータ軸１５の中心軸Ｏ１方向における第２軸受１７よりも反負荷側の端部は、後述するブレーキ６０の中心を貫通してブレーキカバー５９内に突出している。

ステータ１０の反負荷側の側面において、コイル１２の末端はロウ付け等によりケーブル３２ａと接続されている。また、基板１８にはホールＩＣ１９の信号を出力するためのケーブル３２ｂが接続されている。モータブラケット４は外周面が略正方形であり、外周面の一面には、２個のケーブル孔３３ａ，３３ｂが形成されている。各ケーブル孔３３ａ，３３ｂには、ケーブルクランプ３４がそれぞれ配置されている。コイル１２と接続されたケーブル３２ａは、一方のケーブル孔３３ａを通ってモータブラケット４の外部に引き出され、ケーブルクランプ３４によって固定されている。基板１８を介してホールＩＣ１９と電気的に接続された信号用のケーブル３２ｂは、他方のケーブル孔３３ｂを通ってモータブラケット４の外部に引き出され、ケーブルクランプ３４によって固定されている。

減速機部２００は、ギアケース４０内に設けられた２段型の遊星減速機構から成り、１段目の遊星減速機構４１と２段目の遊星減速機構４２とを有する。ギアケース４０は、反負荷側の第１ギアケース４０ａと、負荷側の第２ギアケース４０ｂとに分割されている。１段目の遊星減速機構４１は、第１遊星歯車４３、第１内歯歯車４４、及び第１キャリア４５を備えている。ピニオン２９は１段目の遊星減速機構４１における太陽歯車に該当し、第１遊星歯車４３と噛み合っている。第１内歯歯車４４は第１ギアケース４０ａの内周面に焼き嵌めによって固定されている。第１キャリア４５には３個の第１遊星歯車４３が回転自在に保持されており、第１キャリア４５の中心には２段目の第２太陽歯車４６が圧入されている。２段目の遊星減速機構４２は、第２太陽歯車４６、第２遊星歯車４７、第２内歯歯車４８、及び第２キャリア４９を備えている。第２内歯歯車４８は第２ギアケース４０ｂの内周面に焼き嵌めによって固定されている。第２キャリア４９は、３個の第２遊星歯車４７が回転自在に保持されている。第２ギアケース４０ｂの中心には貫通孔が設けられており、該貫通孔を通って第２キャリア４９の先端部が外部に突出し、相手機械へと動力を伝達する出力軸５０となっている。

第１ギアケース４０ａの中心には開口部５１が設けられており、開口部５１とカラー３１との間には、オイルシール５２が介在されている。また、第２ギアケース４０ｂに設けられた貫通孔と出力軸５０との間には、オイルシール５３が介在されている。第１ギアケース４０ａと第２ギアケース４０ｂとの間には、シールのためのＯリング５４が挟まれている。ギアケース４０内にはグリスが封入されており、オイルシール５２、オイルシール５３、及びＯリング５４により、ギアケース４０内にグリスが保持される。

ブレーキ部３００は、モータブラケット４の反負荷側に設けられたブレーキカバー５９と、ブレーキカバー５９の内部に設けられたブレーキ６０とから成る。ブレーキ６０は、モータブラケット４におけるモータフレーム２とは反対側の面に、複数のボルト６１によって固定されている。ブレーキ６０は、ブレーキフィールド６２と、ブレーキフィールド６２内に収容されてブレーキリード線６３と電気的に接続されるブレーキコイル６４と、ブレーキフィールド６２の反負荷側に配置されるアーマチュア６５と、アーマチュア６５の反負荷側に配置される摩擦板６６と、摩擦板６６の反負荷側に配置されるリング状のサイドプレート６７とを備えている。サイドプレート６７は、スペーサ６８を介して、ブレーキフィールド６２の反負荷側の面に固定されている。アーマチュア６５は、ボルト６１の頭に外周が係合して回転を規制された状態で軸方向へ移動可能に支持されるが、ブレーキフィールド６２に設けられた図示しないコイルバネによって、サイドプレート６７側へ付勢されている。ブレーキリード線６３は、ブレーキカバー５９に形成されたブレーキリード線用の孔６９を通り、ゴムブッシュ７０を介してブレーキカバー５９の外部へ引き出されている。

モータ軸１５の中心軸Ｏ１方向における第２軸受１７よりも反負荷側の位置には、キー溝７１が中心軸Ｏ１方向に形成されており、キー溝７１にはキー７２が配置されている。アーマチュア６５とサイドプレート６７との間に設けられた摩擦板６６は、キー７２及びブレーキハブ７３を介して、モータ軸１５と回転方向で一体に結合されている。ブレーキハブ７３は、外周に摩擦板６６の中心孔が嵌合する複数の平面を有する筒体で、中心には、モータ軸１５に隙間嵌めで嵌合する貫通孔が形成されている。貫通孔の内面には、キー７２に対応するキー溝が形成されている。ブレーキハブ７３には、中心軸Ｏ１方向に垂直な向きにネジ孔７４が形成されている。

ブレーキハブ７３は、モータ軸１５に嵌合挿入した状態で、ネジ孔７４から螺合させた止めネジ７５をキー７２に押圧させることで、モータ軸１５と一体にキー結合される。また、モータ軸１５の中心軸Ｏ１方向においてブレーキハブ７３の前後には溝７６がそれぞれ形成されており、該溝７６には止め輪７７がそれぞれ配置されている。２つの止め輪７７，７７でブレーキハブ７３を挟み込むように固定することにより、モータ軸１５に対するブレーキハブ７３の軸方向への移動が規制されている。

アーマチュア６５の負荷側の内周面には円形の段差７８が形成されている。段差７８の内径はブレーキハブ７３の外径よりも大きくなっており、ブレーキハブ７３は、段差７８の径方向内側に収まるように配置されている。よって、摩擦板６６は、厚さ方向における全範囲に亘ってブレーキハブ７３と嵌合しており、摩擦板６６とブレーキハブ７３との嵌合部分がより強固になっている。

モータフレーム２と負荷側ブラケット３との間には、シールのためのＯリング８１が挟まれている。モータフレーム２とモータブラケット４との間には、シールのためのＯリング８２が挟まれている。モータブラケット４とブレーキカバー５９との間には、シールのためのＯリング８３が挟まれている。ケーブルクランプ３４、Ｏリング８１、Ｏリング８２、及びＯリング８３により、モータ部１００及びブレーキ部３００の防水性が確保される。

続いて、カラー３１部分のグリス漏れ防止構造の詳細について、図２を利用して説明する。図２は、図１のＡ部拡大図であり、本実施形態のカラー３１及びその付近を詳細に説明した図である。

カラー３１は、ピニオン２９の切り上がり３０が含まれる切り上がり範囲Ｂ１と、切り上がり範囲Ｂ１の反負荷側（図２の右側）に隣接して設けられた圧入範囲Ｂ２とを覆うように、径方向から見て切り上がり範囲Ｂ１及び圧入範囲Ｂ２と重なるように配置されている。圧入範囲Ｂ２の外周面８５には研磨が施されており、切り上がり範囲Ｂ１の外周面８４には研磨は施されていない。また、オイルシール５２は、少なくとも一部が径方向から見て切り上がり範囲Ｂ１の一部と重なるように配置されている。

切り上がり範囲Ｂ１の外周面８４は、中心軸Ｏ１方向に向かって外径が同一で段差の無い円筒形状であり、切り上がり範囲Ｂ１の外径Ｄ１は、圧入範囲Ｂ２の外径Ｄ２よりも僅かに小さいため、切り上がり範囲Ｂ１の外周面８４とカラー３１の内周面との間には、若干の隙間が空いている。よって、カラー３１は、負荷側（図２の左側）から反負荷側に向かって圧入されることで、圧入範囲Ｂ２を介してモータ軸１５と一体に固定される。なお、図２において寸法の縮尺は誇張して表現してあり、切り上がり範囲Ｂ１の外周面８４とカラー３１の内周面との間の隙間は、実際には０．０５ｍｍ程度である。

次に、上記形態のモータの動作を説明する。ギアモータ１がオンになり、コイル１２に所定の電圧が付与されると、ロータ組１３が回転してモータ軸１５が中心軸Ｏ１周りで回転し、１段目の遊星減速機構４１及び２段目の遊星減速機構４２を介して出力軸５０が回転する。また、ギアモータ１のオン時、ブレーキリード線６３を経てブレーキ６０のブレーキコイル６４に給電がなされ、電磁力によりブレーキコイル６４がアーマチュア６５を負荷側に引きつけ、摩擦板６６がアーマチュア６５及びサイドプレート６７から離れて、モータ軸１５が回転可能となる。ギアモータ１のオフ時には、アーマチュア６５がスプリングの付勢力により摩擦板６６に押し当てられ、摩擦板６６とアーマチュア６５及びサイドプレート６７との間の摩擦力により、モータ軸１５の回転が妨げられる。

モータ軸１５が回転する際、ピニオン２９のはすばの傾きによっては、ピニオン２９ははすば歯車の歯すじに沿ってグリスを負荷側から反負荷側に向かって動かす作用をするが、カラー３１は圧入により隙間なくモータ軸１５の圧入範囲Ｂ２に固定されているため、モータ軸１５とカラー３１との間からのグリス漏れが防止される。

このように、上記形態のギアモータ１のグリス漏れ防止構造によれば、切り上がり範囲Ｂ１の外径Ｄ１は、圧入範囲Ｂ２の外径Ｄ２よりも小さくなっている。このため、モータ軸１５にカラー３１を圧入する際に、ピニオン２９の切り上がりによってカラー３１の内周面が傷付くことが防止できるため、モータ軸１５とカラー３１との間のグリス漏れを防止しつつ、ギアモータ１の軸方向の長さを短くすることができる。

また、圧入範囲Ｂ２の外周面８５には研磨が施されており、切り上がり範囲Ｂ１の外周面８４には研磨は施されていない。このため、ピニオン２９の切り上がり３０によりカラー３１の内周面が傷付くことが防止でき、また、研磨範囲が少なくて済むためにモータ軸１５の製造コストを安く抑えることができる。

また、切り上がり範囲Ｂ１の外周面８４は、中心軸Ｏ１方向に向かって外径が同一で段差の無い円筒形状である。このため、切り上がり範囲Ｂ１を、カラー３１を圧入する際の案内として利用することができ、圧入時の作業を容易にすることができる。

また、カラー３１の外周にはオイルシール５２が配置されており、オイルシール５２は、少なくとも一部が径方向から見て切り上がり範囲Ｂ１の一部と重なるように配置されている。このため、オイルシール５２によりカラー３１の外周からのグリス漏れを防止しつつ、ギアモータ１の軸方向の長さを短くすることができる。

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、本実施形態では、減速機部２００は遊星減速機としたが、平歯車を含む平行軸減速機であってもよく、または傘歯車を含む直交軸減速機であってもよい。

［本発明と実施形態との構成の対応関係］
本実施形態のカラー３１は、本発明の筒状部材の一例である。本実施形態の第１遊星歯車４３は、本発明のギアの一例である。本実施形態のオイルシール５２は、本発明の封止部材の一例である。

１ギアモータ
１５モータ軸
２９ピニオン
３０切り上がり
３１カラー
４０ギアケース
４３第１遊星歯車
５１開口部
５２オイルシール
８４切り上がり範囲の外周面
８５圧入範囲の外周面
Ｏ１中心軸
Ｂ１切り上がり範囲
Ｂ２圧入範囲
Ｄ１切り上がり範囲の外径
Ｄ２圧入範囲の外径

Claims

ギアケースと、
一端にピニオンが形成され、前記ピニオンが前記ギアケース内に設けられたギアと嵌合するモータ軸と、
前記モータ軸の外周面に圧入によって固定される筒状部材と、
を備えたギアモータのグリス漏れ防止構造であって、
前記モータ軸には、前記ピニオンの切り上がりを含む切り上がり範囲と、前記筒状部材が圧入される圧入範囲とが形成されており、
前記筒状部材は、径方向から見て前記切り上がり範囲の少なくとも一部と重なっており、
前記切り上がり範囲の外径は、前記圧入範囲の外径よりも小さい
ことを特徴とするギアモータのグリス漏れ防止構造。
前記圧入範囲の外周面には研磨が施されており、前記切り上がり範囲の外周面には研磨が施されていない
ことを特徴とする請求項１に記載のギアモータのグリス漏れ防止構造。
前記切り上がり範囲は前記圧入範囲に隣接して形成されており、前記切り上がり範囲の外周面は、軸方向に見て外径が同一である
ことを特徴とする請求項１または２に記載のギアモータのグリス漏れ防止構造。
前記ギアケースの開口部と前記筒状部材との間隙を封止する封止部材を備え、
前記封止部材は、径方向から見て前記切り上がり範囲の少なくとも一部と重なっている
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のギアモータのグリス漏れ防止構造。