JP3889300B2 - ギヤドモータ用の減速機、ギヤドモータ及びそのシリーズ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、産業機械、輸送機械等に用いられる減速機とギヤドモータ及びそのシリーズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、モータ等の電動機から出力される動力を減速したり、その回転方向を変更する装置として、直交軸タイプの減速機や平行軸タイプの減速機が知られている。この場合、モータの動力の回転方向の変更等が必要な場合には直交軸タイプの減速機、減速のみが必要の場合には平行軸タイプの減速機がそれぞれモータと組み合わされて所定のギヤドモータを構成するのが一般的である。
【０００３】
又、回転方向の変換と減速との双方が求められる場合には、直交変換機構と、平行軸減速機構の双方を１つのケーシングに収容した減速機とモータとを組合わせてギヤドモータを構成することもある。
【０００４】
なお、減速機の減速手段等としては、歯車伝動機構、摩擦伝動機構等が考えられるが、装置の小型化や低コスト化が可能な歯車伝動機構が用いられることが多い。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の減速機を用いてギヤドモータを構成する場合には、モータに対し、単独の減速機が組合わされる構成とされていたため、モータの大きさや種類、あるいは用途等に合わせて極めて多種多様な減速機を用意しなければならなかった。
【０００６】
そのため、減速機メーカー等では、在庫コストの増加や開発コストの増大という問題が生じる一方、減速機のユーザーにとっても、コスト高になる、あるいは、僅かな使用態様の変更の度に新規にギヤドモータを購入しなければならないという問題があった。
【０００７】
又、減速機の歯車配置の都合上、その入力軸及び出力軸の位置がある程度制約されてしまうため、減速機の取付け位置（あるいは方向）が制限され、必ずしもユーザーニーズに適した（使い勝手のよい）減速機が提供されているとは言えなかった。
【０００８】
本発明は、このような問題を解消するためになされたものであって、減速機とモータの組合せ・選択を容易化し、又、使用用途に柔軟に対応した合理的な使用が可能なギヤドモータ用の減速機、ギヤドモータ及びそのシリーズを提供することをその課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、モータと減速機とを有するギヤドモータを形成するために用いられるギヤドモータ用の減速機において、前記モータの側から入力される動力の回転方向を直交方向に変換する直交変換機構を有し、且つ、該直交変換機構を単独の中間ケーシングに収めた中間直交ギヤヘッドと、前記ギヤドモータが形成された際に、その最終出力軸となる出力軸を含む平行軸減速機構を有し、且つ、該平行軸減速機構を単独の後段ケーシングに収めた状態で前記中間直交ギヤヘッドの後段側に直結可能とされた後段平行ギヤヘッドとを備え、且つ、前記後段平行ギヤヘッドが、前記中間ギヤヘッドを省略して前記モータに直接取りつけ可能な構成とされたことにより、上記課題を解決したものである。
【００１０】
即ち、直交変換機構を有する中間直交ギヤヘッドと、平行軸減速機構を有する後段平行ギヤヘッドとを連結可能とすることにより、モータの側から入力される動力の回転方向を直交方向に変換すると共に、回転の減速を実現したものであるが、それぞれのギヤヘッドは単独のケーシングからなるため、中間直交ギヤヘッド単体でも直交変換を行なう減速機として、又、後段平行ギヤヘッド単体でも平行軸減速を行なう減速機としてそれぞれ使用することができる。
更に、中間直交ギヤヘッドのみならず、後段平行ギヤヘッドも同じモータと直接連結可能であるため、モータ＋中間直交ギヤヘッドのみのギヤドモータ、モータ＋後段平行ギヤヘッドのみのギヤドモータとしても、それぞれ簡単に組み合わせて使用できるようになる。
【００１１】
本発明のバリエーションとしては例えば以下のような態様が考えられる。
【００１２】
前記後段平行ギヤヘッドを、前記中間直交ギヤヘッドの出力軸を中心として、該出力軸の円周方向に回転して取付けできるように構成した場合には、後段平行ギヤヘッドの出力軸の位置を中間直交ギヤヘッドの出力軸を中心として３６０度自由な位置に変更することができるようになり、使用用途に応じた取付けが可能になると共に、取付け位置の変更にも容易に対応できるようになる。
【００１３】
更に、前記中間直交ギヤヘッドを、該中間直交ギヤヘッドの入力軸線回りに回転する中間第１歯車と、該中間第１歯車と直交・噛合する中間第２歯車とを備える構造とし、前記中間第１歯車又は前記中間第２歯車の少なくとも一部を、中間ケーシングにそれぞれ当接させるようにすれば、中間ケーシングを、中間第１歯車及び中間第２歯車のそれぞれの中心軸線方向の移動を規制する位置決め手段として機能させることもできるようになる。
【００１４】
又、中間第１歯車及び中間第２歯車をプラスチックや焼結含油等の自己潤滑性のある素材で製作すれば、潤滑油が不要となる。
【００１５】
前記中間直交ギヤヘッドに設けた中間第１歯車に、該中間第１歯車の軸心に沿ってモータの出力軸を挿入するための穴を設け、該穴の内側に前記モータの出力軸と該中間第１歯車を連結するためのヘリカル雌スプラインを形成すれば、モータの出力軸を中間第１歯車に設けた穴にねじ込むだけで容易に連結が可能であると共に、モータの出力軸の回転により、出力軸をねじ込む（締める）方向にスラスト力がかかるため、モータの出力軸が穴から抜けるのを防止することができる。
【００１６】
又、前記後段平行ギヤヘッドの出力軸として被駆動軸を挿入するための中空部を有するホローシャフトを用いれば、被駆動軸との連結部材が不要なため、動力伝達部材の削減を図ることができると共に、被駆動軸をホローシャフト内部に挿入可能であり、コンベア等の被駆動装置に組み込んだ場合でも、装置全体の小型化、省スペース化を実現することができる。
【００１７】
前記中間直交ギヤヘッドに、前記直交変換機構の出力回転を伝達する中間平行軸減速機構を備え、中間直交ギヤヘッドの入出力軸線を含む中間ケーシングの断面の形状をＬ字形にすれば、中間直交ギヤヘッド単体で直交変換及び減速が可能になると共に、Ｌ字形の両辺で規定される空間内に被動軸等の装置の一部を収めることができ、省スペース化を図ることができる。
【００１８】
前記中間直交ギヤヘッドの中間ケーシングにおけるＬ字形の両辺で規定される空間に、前記後段平行軸ギヤヘッドの後段ケーシングの本体が収まるように、中間直交ギヤヘッドと後段平行ギヤヘッドを連結すれば、減速機全体が出っ張りのない直方体形状となるため、設置が容易となる。
【００１９】
又、これらの減速機とモータを結合して一体化することにより、上述の効果を有するギヤドモータとすることも可能である。
【００２０】
その他にも、ギヤドモータを構成する減速機の中間直交ギヤヘッドを、モータの出力軸を中心として、該出力軸の円周方向に回転して取付可能とすれば、中間直交ギヤヘッドの出力軸の向きが可変となる。従って、中間直交ギヤヘッドに後段平行ギヤヘッドを取付けてギヤドモータを構成した場合には、後段平行ギヤヘッドの出力軸の向きも中間直交ギヤヘッドを介して可変となるため、ギヤドモータの使用用途に応じた取付けが可能である。
【００２１】
又、ギヤドモータの中間直交ギヤヘッドと後段平行ギヤヘッドの取合い寸法を、中間直交ギヤヘッドとモータの取合い寸法と同一とすれば、後段平行ギヤヘッドを中間直交ギヤヘッドを介することなく、モータに直接取付けることができるようになるため、平行減速機能を有する平行軸ギヤドモータを容易に構成可能となる。
【００２２】
しかも、モータの出力軸と、中間直交ギヤヘッドの出力軸に同一モジュールのヘリカルスプラインを形成する構造にすれば、モータの出力軸と中間直交ギヤヘッドの入力部及び中間直交ギヤヘッドの出力軸と後段平行ギヤヘッドの入力部の連結形状が同じとなるため、後段平行ギヤヘッドの入力部とモータの出力軸との連結が容易となる。
【００２３】
このようなギヤドモータは、モータと減速機の中間直交ギヤヘッド及び後段平行ギヤヘッドのうち少なくとも１種を、交換可能に複数種類用意し、シリーズ化したときに、更に大きなメリットが得られる。
【００２４】
本ギヤドモータをシリーズ化すると、モータ、中間直交ギヤヘッド、後段平行ギヤヘッドを相互に共用化しながら、必要な部分のみを交換すればよいようになるため、納期の短縮、在庫の減少等を実現することができると共に、開発コストの低減により減速機の低価格化を図ることができる。
【００２５】
又、モータと後段平行ギヤヘッドのみ、若しくはモータと中間直交ギヤヘッドのみで、ギヤドモータを構成可能としたギヤドモータのシリーズとしても、ユーザーニーズに応じた種々の平行軸ギヤドモータ及び直交軸ギヤドモータをそれぞれ提供可能となる。
【００２６】
又、後段平行ギヤヘッドの出力軸の後段ケーシングに対する軸心位置が、相互に異なる後段平行ギヤヘッドを、複数種類用意したギヤドモータのシリーズとすれば、後段平行ギヤヘッドの出力軸の軸心位置を種々のタイプから選択が可能となり、使用用途に応じたギヤドモータの提供が可能となる。
【００２７】
更に、中間直交ギヤヘッドの直交変換機構の構成として、ベベル歯車、ウォーム歯車、ハイポイド歯車のうち少なくとも２つの種類を選択可能としたギヤドモータのシリーズとすれば、コストや使用用途により歯車構造が選択可能となり、ユーザーニーズに幅広く対応することができるようになる。
【００２８】
なお、モータの出力軸と中間直交ギヤヘッドの直交変換機構との間に、更に前段平行軸減速機構を介在可能としたギヤドモータのシリーズとし、減速機構を更に多段の構成にしてもよい。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態の例を図面に基づいて説明する。
【００３０】
図１は、本発明に係るギヤドモータ用の減速機を適用したギヤドモータ５００の断面図である。ギヤドモータ５００は、中間直交ギヤヘッド１００と後段平行ギヤヘッド２００とからなる減速機３００と、モータ４００とを備えている。
【００３１】
モータ４００と中間直交ギヤヘッド１００の取付面Ｆ１において、中間直交ギヤヘッド１００は、モータ４００に対し、モータ４００の出力軸（以下、単にモータ軸と称す）４０２を中心として、該モータ軸４０２の円周方向Ｒ１に９０°ずつ回転して取付可能である。なお、モータ４００と中間直交ギヤヘッド１００は図示せぬボルトにより連結されている。
【００３２】
又、中間直交ギヤヘッド１００と後段平行ギヤヘッド２００の取付面Ｆ２においても、後段平行ギヤヘッド２００は、中間直交ギヤヘッド１００に対し、中間直交ギヤヘッド１００の出力軸（以下、単に中間出力軸と称す）１０８を中心として、該中間出力軸１０８の円周方向Ｒ２に９０°ずつ回転して取付可能である。なお、中間直交ギヤヘッド１００と後段平行ギヤヘッド２００は図示せぬボルトにより連結されている。
【００３３】
中間直交ギヤヘッド１００の入出力軸線Ｌ１、Ｌ２を含む中間ケーシング１０２の断面の形状はＬ字形となっており、後段平行ギヤヘッド２００の後段ケーシング２０４は、中間ケーシング１０２におけるＬ字形の両辺１０２ａと１０２ｂで規定される空間に大部分が収まっている。
【００３４】
更に、取付面Ｆ１におけるモータ４００及び中間直交ギヤヘッド１００の各々の取り合い寸法と、取付面Ｆ２における中間直交ギヤヘッド１００及び後段平行ギヤヘッド２００の各々の取り合い寸法がそれぞれ同一とされている。具体的には、中間直交ギヤヘッド１００とモータ４００の角寸法は略同一で、図示せぬ取付ボルト孔の位置はそれぞれ同位置（取付面Ｆ１の頂点付近における正方形の頂点相当位置）に形成されている。又、中間直交ギヤヘッド１００と後段平行ギヤヘッド２００の図示せぬ取付ボルト孔の位置も、それぞれ同位置（取付面Ｆ２の頂点付近における正方形の頂点相当位置）に形成されている。即ち、モータ４００と後段平行ギヤヘッド２００は相互に係合可能な取り合い寸法を有し、後段平行ギヤヘッド２００は、直接、モータ４００に連結が可能である。
【００３５】
前記中間直交ギヤヘッド１００は、モータ４００から入力される動力の回転方向を直交する方向に変換する直交変換機構１０４と、該直交変換機構１０４の出力回転を減速する中間平行軸減速機構１０６を有し、且つ、これらの機構１０４、１０６を単独の中間ケーシング１０２に収めている。
【００３６】
前記直交変換機構１０４は、ベベル歯車よりなる、中間第１歯車１１０及び中間第２歯車１１２を備えている。
【００３７】
該中間第１歯車１１０は、軸受１３０と１３１によって回転自在に支持され、中間直交ギヤヘッド１００の入力軸線Ｌ１をその軸心として回転する。
【００３８】
又、中間第２歯車１１２は、軸受１３２と１３３によって回転自在に支持されると共に、自身の一端側１１２ａで前記中間第１歯車１１０と直交・噛合し、他端側１１２ｂで前記中間直交ギヤヘッド１００の中間ケーシング１０２に片持状態で採り付けられている。
【００３９】
これら中間第１歯車１１０及び中間第２歯車１１２の一端側の先端部１１０ａ、１１２ａは、それぞれ中間ケーシング１０２に当接している。
【００４０】
更に、中間第１歯車１１０には、その軸心Ｌ１に沿ってモータ軸４０２を挿入するための穴１１０ｂが設けられており、該穴１１０ｂの内側にはモータ軸４０２と中間第１歯車１１０を連結するためのヘリカル雌スプラインが形成されている。
【００４１】
なお、中間第１歯車１１０と中間第２歯車１１２は、自己潤滑性のあるプラスチック製である。
【００４２】
一方、中間直交ギヤヘッド１００内の中間平行軸減速機構１０６は、軸線Ｌ２を軸心として回転する中間出力軸１０８と、中間第３歯車１１４とを備えている。
【００４３】
中間出力軸１０８は、軸受１３４、１３５によって回転自在に支持され、中間出力軸１０８の軸心Ｌ２は、直交変換機構１０４の中間第１歯車１１０の軸心Ｌ１とは平面視で直交した関係にあると共に、中間第２歯車１１２の軸心Ｌ３とは平面視で平行した関係にある。
【００４４】
又、中間出力軸１０８には、モータ軸４０２と同一モジュールのヘリカルスプラインが形成されている。
【００４５】
前記中間第３歯車１１４は、その外周において直交変換機構１０４の中間第２歯車１１２と噛合すると共に、中間出力軸１０８に取付けられ、該中間出力軸１０８と同一の軸心Ｌ２を中心として回転する。
【００４６】
図２は、図１中の後段平行ギヤヘッド２００のII−II線に沿う断面図、図３は図２中のIII−III線に沿う断面図を示したものである。
【００４７】
後段平行ギヤヘッド２００は、ギヤドモータ５００が形成された際に、その最終出力軸となる出力軸（以下、単に最終出力軸と称す）２０２を含む平行軸減速機構２０６を有し、且つ、該平行軸減速機構２０６を単独の後段ケーシング２０４に収めている。なお、図３に示すように、後段ケーシング２０４の断面形状は正方形となっている。
【００４８】
最終出力軸２０２は、軸受２３０、２３１によって回転自在に支持され、軸線Ｌ４を軸心として回転する。該軸心Ｌ４は、中間出力軸１０８の軸線Ｌ２とは平面視で平行した関係にある。
【００４９】
又、後段平行ギヤヘッド２００内の平行軸減速機構２０６は、最終出力軸２０２と、第１軸２０６と、第２軸２０８とを備えている。
【００５０】
第１軸２０６は、その両端において、軸受２３２、２３３により回転自在に支持され、該第１軸２０６には、その軸心Ｌ５を中心として回転する大径の後段第１歯車２１０と、より小径の後段第２歯車２１２とが設けられている。
【００５１】
又、第２軸２０８は、紙面奥側に図中Ｌ６相当位置をその軸心して、第１軸２０６と平行に配置されている。この第２軸２０８には、前記後段第２歯車２１２と噛合し、該後段第２歯車２１２より大径の後段第３歯車２１４と、該後段第３歯車２１４より小径の後段第４歯車２１６とが設けられている。なお、第２軸２０８は、その両端において、図示しない軸受により回転自在に支持されている。
【００５２】
前記後段平行ギヤヘッド２００の最終出力軸２０２には、前記後段第４歯車２１６と噛合する後段第５歯車２１８が設けられている。
【００５３】
前記中間出力軸１０８は、その先端部が直接歯切りされており、後段平行ギヤヘッド２００の後段ケーシング２０４内に挿入され、第１軸２０６に設けられた後段第１歯車２１０と噛合し、平行軸減速機構２０６の初段ギヤセットを構成している。
【００５４】
本発明の実施形態に係るギヤドモータ５００は、モータ軸４０２が中間直交ギヤヘッド１００内の直交変換機構１０４の中間第１歯車１１０に設けられた穴１１０ｂに挿入・連結され、又、中間直交ギヤヘッド１００の中間出力軸１０８が後段平行ギヤヘッド２００の後段ケーシング２０４内に挿入され、後段第１歯車２１０と噛合することにより構成されている。
【００５５】
次に、ギヤドモータ５００の作用について説明する。
【００５６】
モータ４００に通電すると、モータ軸４０２と連結した中間第１歯車１１０がその軸心Ｌ１を中心として回転する。
【００５７】
そして、中間第１歯車１１０の回転により、該中間第１歯車１１０と直交・噛合する中間第２歯車１１２が軸線Ｌ１と直交する方向Ｌ３を軸心として回転する。その結果、モータ軸４０２より入力された動力の回転方向が９０°転換される。
【００５８】
又、中間第２歯車１１２の回転により、該中間第２歯車１１２と噛合する中間第３歯車１１４及び該中間第３歯車１１４が取付けられた中間出力軸１０８は、軸線Ｌ３と平行関係にあるＬ２を軸心として回転する。そして、中間第２歯車１１２から伝達された回転が減速され、中間出力軸１０８に出力される。
【００５９】
更に、中間出力軸１０８がその軸心Ｌ２を中心として回転すると、該中間出力軸の先端部と噛合した後段第１歯車２１０と、該後段第１歯車２１０と同じ第１軸２０６に設けられた後段第２歯車２１２が、第１軸２０６の軸心Ｌ５を中心として回転する。このとき、中間出力軸１０８の回転が、該中間出力軸１０８と後段第１歯車２１０の歯数の比だけ減速され、後段第２歯車２１２に伝達される。
【００６０】
その後、後段第２歯車２１２の回転と同時に、該後段第２歯車２１２と噛合する後段第３歯車２１４と、該後段第３歯車２１４と同じ第２軸２０８に設けられた後段第４歯車２１６が第２軸２０８の軸心Ｌ６を中心として回転し、後段第２歯車２１２から伝達された回転が更に減速される。
【００６１】
最終的に、後段第４歯車２１６の回転により、該後段第４歯車２１６と噛合する後段第５歯車２１８が回転すると共に、最終出力軸２０２が回転し、動力が出力される。
【００６２】
中間直交ギヤヘッド１００は、図４の模式図に示すように、モータ４００に対し、モータ軸４０２を中心として、該モータ軸４０２の円周方向Ｒ１に９０°ずつ回転して取付可能であると共に、後段平行ギヤヘッド２００も、中間直交ギヤヘッド１００に対し、中間出力軸１０８を中心として、該中間出力軸１０８の円周方向Ｒ２に９０°ずつ回転して取付可能であるため、ギヤドモータ５００の最終出力軸２０２の向きが１６通りに変更可能であり、ギヤドモータの使用用途に応じた取付けが可能で、その変更も容易である。
【００６３】
又、モータ４００と中間直交ギヤヘッド１００の取付面Ｆ１における取り合いと、中間直交ギヤヘッド１００と後段平行ギヤヘッド２００の取付面Ｆ２における取り合いを同一としたため、後段平行ギヤヘッド２００は、中間直交ギヤヘッド１００を介すことなく、モータ４００に直接取付けが可能で、平行減速機能を有する平行軸ギヤドモータを容易に構成可能である。
【００６４】
しかも、これを具体的に実現するために、中間出力軸１０８と、モータ軸４０２に同一モジュールのヘリカルスプラインを形成すると共に、第１歯車１１０には、その軸心Ｌ１に沿って、モータ軸４０２のヘリカルスプラインと等速外接噛合が可能な雌スプラインを形成するようにしている。
【００６５】
即ち、中間出力軸１０８と、モータ軸４０２とに同一モジュールのヘリカルスプラインが形成されていることから、後段平行ギヤヘッド２００の後段第１歯車２１０は、中間出力軸１０８のみならず、モータ軸４０２とも直接噛合できる。
【００６６】
又、このように、モータ軸４０２にヘリカルスプラインが形成されていても、中間第１歯車１１０に、その軸心Ｌ１に沿ってモータ軸４０２のヘリカルスプラインと等速外接噛合可能な雌スプラインを形成することにより、該モータ軸４０２に中間第１歯車１１０を冠せるようにしてねじ込むだけで、両者４０２、１１０を一体化できる。
【００６７】
この結果、取り合いの互換性と相俟って、モータ４００と中間直交ギヤヘッド１００の連結、及びモータ４００と後段平行ギヤヘッド２００の連結のいずれも容易に、且つ、支障なく実現できる。なお、モータ軸４０２と中間第１歯車１１０との連結に当たっては、モータ軸４０２の回転により、中間第１歯車１１０がモータ軸４０２によりねじ込まれる（締められる）方向に荷重がかかるようにしておけば、モータ軸４０２と中間第１歯車１１０との連結が緩むことはない。
【００６８】
中間直交ギヤヘッド１００は、直交変換機構１０４と中間平行軸減速機構１０６を有し、単独の中間ケーシング１０２からなるため、中間直交ギヤヘッド１００単体でも直交変換及び減速を行なう減速機として使用することができる。
【００６９】
同様に、後段平行ギヤヘッド２００も、平行軸減速機構２０６を有し、単独の後段ケーシング２０４からなるため、後段平行ギヤヘッド２００単体でも平行軸減速を行なう減速機として使用することができる。
【００７０】
又、中間直交ギヤヘッド１００の入出力軸線Ｌ１、Ｌ２を含む中間ケーシング１０２の断面形状をＬ字形とし、該Ｌ字形の両辺１０２ａと１０２ｂで規定される空間に、後段平行ギヤヘッド２００の後段ケーシング２０４の本体（一体の突起等を除いた主要部分）の大部分が収納可能であるため、装置全体が出っ張りの少ない直方体形状となり、設置が容易である。
【００７１】
更に、中間直交ギヤヘッド１００を単体で使用した場合には、Ｌ字形の両辺１０２ａと１０２ｂで規定される前記空間内に被動側装置の一部（例えばプーリやスプロケット、歯車等）を収めることができ、省スペース化を図ることもできる。
【００７２】
又、中間直交ギヤヘッド１００の直交変換機構１０４に設けられた中間第２歯車１１２は、自身の一端側１１２ａで中間第１歯車１１０と直交・噛合し、他端側１１２ｂで中間直交ギヤヘッド１００の中間ケーシング１０２に片持状態で取付けられているため、中間第１歯車１１０から加わるスラスト力を中間ケーシング１０２で受け止めることができる。
【００７３】
更に、中間第１歯車１１０及び中間第２歯車１１２をベベル歯車にしたことにより、中間直交ギヤヘッド１００の小型化、高効率化、低コスト化を図ることができ、その上、該中間第１歯車１１０及び中間第２歯車１１２を自己潤滑性のあるプラスチック製としているため、潤滑油が不要である。
【００７４】
中間第１歯車１１０及び中間第２歯車１１２の一端側の先端部１１０ａ、１１２ａは、中間ケーシング１０２にそれぞれ当接しているため、中間ケーシング１０２は、中間第１歯車１１０及び中間第２歯車１１２のそれぞれの中心軸線方向Ｌ１、Ｌ３の移動を規制する位置決め手段としても機能している。
【００７５】
なお、上記実施形態において、中間直交ギヤヘッド１００の直交変換機構１０４に設けられた中間第１歯車１１０及び中間第２歯車１１２はベベル歯車としたが、本発明は、これに限定されるものではなく、ウォーム歯車、ハイポイド歯車等でもよい。むしろ、後述するように、用途に応じ、これらを選択可能としておく方が望ましい。
【００７６】
又、これらの中間第１歯車１１０及び中間第２歯車１１２は、プラスチックで製作されたものではなくてもよい。従って、例えば、焼結含油等の自己潤滑性のある素材で製作されたものでもよい。更には、必ずしも自己潤滑性のある素材でなくてもよい。
【００７７】
なお、上記実施形態においては、中間第１歯車１１０及び中間第２歯車１１２を、それぞれ軸受１３０〜１３３によって回転自在に支持する構造としたが、図５に示すように、ピン１５０、１５２を中間ケーシング１０２に圧入し、該ピン１５０、１５２により中間第１歯車１１０及び中間第２歯車１１２を回転可能にする構造としてもよい。又、中間第１歯車１１０及び中間第２歯車１１２からなる直交変換機構１０４を両持状態で支持する構造としてもよい。
【００７８】
上記実施形態においては、最終出力軸２０２を中実軸としたが、図６に示すように、最終出力軸として被駆動軸を挿入するための中空部２５０ａを有するホローシャフト２５０を用いれば、相手機械との連結部材が不要なため、動力伝達部材の削減を図ることができると共に、被動軸を中空部２５０ａ内部に挿入可能であり、コンベア等の被駆動装置に組み込んだ場合でも、装置全体の小型化、省スペース化を実現することができる。
【００７９】
又、前記中空部２５０ａの軸線方向Ｌ４の一方側（図６中の下側）を有底とした場合には、ホローシャフト２５０の一端側についてはケーシング２５２内に収めることができる。この場合は、ケーシング２５２外と遮断された状態でホローシャフト２５０を支持可能となるため、中空部２５０ａを貫通孔として形成した場合に比べ、装置内部の潤滑油が外部に漏れ難く、更に、オイルシール２５６をホローシャフト２５０の片側に設置すればよいため、ホローシャフト２５０に加わる負荷が少なく、動力の損失防止を図ることができると共に、部品点数の削減によるコストの低減をも実現することができる。
【００８０】
又、前記中間直交ギヤヘッド１００内の中間平行軸減速機構１０６では、中間第２歯車１１２と中間第３歯車１１４で減速機構を構成したが、本発明はこれに限定されず、必ずしも減速機能を持たせる必要はない。又、歯車機構ではなく、チェーン、ベルト等の無端伝動機構であってもよい。無端伝動機構により中間平行軸減速機構を構成した場合には、中間第２歯車１１２の軸心Ｌ３と中間出力軸１０８の軸心Ｌ２の距離をほぼ任意に調整することができる。又、ベルトを用いた場合には、騒音を低減することができると共に、ベルトの滑りを積極的に利用してトルクリミッタ的な機能を持たせることもできる。
【００８１】
次に、上述の中間直交ギヤヘッド１００、後段平行ギヤヘッド２００、モータ４００の組合せによって構成されるギヤドモータのシリーズについて説明する。
【００８２】
図７は、モータ４００、中間直交ギヤヘッド１００及び後段平行ギヤヘッド２００の組合せ例を模式的に示したものであり、モータ４００、中間直交ギヤヘッド１００及び後段平行ギヤヘッド２００のうち少なくとも１種を、交換可能に複数種類用意したギヤドモータのシリーズ例である。
【００８３】
図７中の（Ａ）は、１種類のモータ４００及び中間直交ギヤヘッド１００に対して、複数種類の後段平行ギヤヘッド２００ａ、２００ｂ、２００ｃ、…を用意したギヤドモータのシリーズである。
【００８４】
このようなシリーズを提供することにより、ユーザーは、１種類のモータ４００及び中間直交ギヤヘッド１００を用意した上で、使用用途に応じた後段平行ギヤヘッド２００の選択が可能である。
【００８５】
図７中の（Ｂ）は、１種類のモータ４００及び後段平行ギヤヘッド２００に対して、複数種類の中間直交ギヤヘッド１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、…を用意したギヤドモータのシリーズであり、図７中の（Ｃ）は、１種類の中間直交ギヤヘッド１００及び後段平行ギヤヘッド２００に対して、複数種類のモータ４００ａ、４００ｂ、４００ｃ、…を用意したギヤドモータのシリーズである。
【００８６】
このようなシリーズによっても、ユーザーは、複数種類の中間直交ギヤヘッド１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、…又は複数種類のモータ４００ａ、４００ｂ、４００ｃ、…から使用用途に応じた装置を選択することができる。
【００８７】
又、このようなシリーズ化によって、減速機メーカー等は、装置を共用化できるため、納期の短縮、在庫の減少等を実現することができると共に、開発コストの低減により、減速機の低価格化を図ることができる。
【００８８】
なお、図７中の（１）〜（３）は、ギヤドモータの構成例である。
【００８９】
即ち、モータ４００、中間直交ギヤヘッド１００、後段平行ギヤヘッド２００を連結・一体化することにより、モータ４００の動力を直交変換して出力する図７中の（１）に示す直交軸タイプのギヤドモータを構成することができる。
【００９０】
又、モータ４００と中間直交ギヤヘッド１００のみでもギヤドモータが構成可能であるため、モータ４００と中間直交ギヤヘッド１００を連結・一体化することにより、モータ４００の動力を直交変換して出力する図７中の（２）に示す直交軸タイプのギヤドモータを提供することができる。
【００９１】
更に、上述のとおり、モータ４００と中間直交ギヤヘッド１００の取付面Ｆ１における取り合いと、中間直交ギヤヘッド１００と後段平行ギヤヘッド２００の取付面Ｆ２における取り合いを同一としたため、後段平行ギヤヘッド２００は、中間直交ギヤヘッド１００を介すことなく、モータ４００に直接取付けることができ、モータ４００と後段平行ギヤヘッド２００のみでもギヤドモータが構成可能である。従って、モータ４００の回転を減速して平行に出力する図７中の（３）に示す平行軸タイプのギヤドモータも提供が可能である。
【００９２】
図８は、後段平行ギヤヘッド２００の最終出力軸２０２の後段ケーシング２０４に対する軸心位置が相互に異なる後段平行ギヤヘッド２００を複数用意したギヤドモータのシリーズ例を示している。ユーザーは最終出力軸２０２の軸心位置を種々のタイプから選択可能で、使用用途に応じたギヤドモータを構成することができる。
【００９３】
又、図９は、中間直交ギヤヘッド１００の直交変換機構１０４の構成として、ベベル歯車、ウォーム歯車、ハイポイド歯車のうち、少なくとも２つ（この例では、ベベル歯車とハイポイド歯車）を選択可能としたギヤドモータのシリーズ例であり、ユーザーは、コストや使用用途により歯車構造が選択可能で、ユーザーニーズに幅広く対応することができる。
【００９４】
なお、図１０のように、モータ４００の出力軸４０２と、中間直交ギヤヘッド１００の直交変換機構１０４との間に、更に、前段平行軸減速機構６００を介在可能としたギヤドモータのシリーズとしてもよい。
【００９５】
更に、上述の減速機及びモータの選択・組合せは、ギヤドモータの特定の具体的なシリーズに属する全ての機種が対応するものでなくてもよい。即ち、当該特定のシリーズに属する一部の機種において、減速機及びモータの選択・組合せが（あるいは組合せの可能性が）本発明に係る構成となっていれば足りる。
【００９６】
【発明の効果】
本発明によれば、減速機とモータの組合せ・選択を容易化し、又、使用用途に柔軟に対応した合理的な使用が可能なギヤドモータ用の減速機、ギヤドモータ及びそのシリーズを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態のギヤドモータの側断面図
【図２】図１における後段平行ギヤヘッドのII−II線に沿う断面図
【図３】図２におけるIII−III線に沿う断面図
【図４】本発明の実施形態のギヤドモータの組み合わせ例を示した模式図
【図５】本発明の第２実施形態のギヤドモータの側断面図
【図６】出力軸にホローシャフトを採用した後段平行ギヤヘッドの側断面図
【図７】本発明の実施形態のギヤドモータのシリーズの模式図
【図８】最終出力軸の軸心位置を複数用意したギヤドモータのシリーズの模式図
【図９】中間直交ギヤヘッドの直交変換機構を複数用意したギヤドモータのシリーズの模式図
【図１０】前段平行軸減速機構を介在可能としたギヤドモータのシリーズの模式図
【符号の説明】
１００…中間直交ギヤヘッド
１０２…中間ケーシング
１０４…直交変換機構
１０６…中間平行軸減速機構
１０８…中間出力軸
１１０…中間第１歯車
１１２…中間第２歯車
１１４…中間第３歯車
２００…後段平行ギヤヘッド
２０２…最終出力軸
２０４…後段ケーシング
２０６…第１軸
２０８…第２軸
２１０…後段第１歯車
２１２…後段第２歯車
２１４…後段第３歯車
２１６…後段第４歯車
２１８…後段第５歯車
３００…減速機
４００…モータ
４０２…モータ軸
５００…ギヤドモータ
６００…前段平行軸減速機構
【発明の属する技術分野】
本発明は、産業機械、輸送機械等に用いられる減速機とギヤドモータ及びそのシリーズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、モータ等の電動機から出力される動力を減速したり、その回転方向を変更する装置として、直交軸タイプの減速機や平行軸タイプの減速機が知られている。この場合、モータの動力の回転方向の変更等が必要な場合には直交軸タイプの減速機、減速のみが必要の場合には平行軸タイプの減速機がそれぞれモータと組み合わされて所定のギヤドモータを構成するのが一般的である。
【０００３】
又、回転方向の変換と減速との双方が求められる場合には、直交変換機構と、平行軸減速機構の双方を１つのケーシングに収容した減速機とモータとを組合わせてギヤドモータを構成することもある。
【０００４】
なお、減速機の減速手段等としては、歯車伝動機構、摩擦伝動機構等が考えられるが、装置の小型化や低コスト化が可能な歯車伝動機構が用いられることが多い。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の減速機を用いてギヤドモータを構成する場合には、モータに対し、単独の減速機が組合わされる構成とされていたため、モータの大きさや種類、あるいは用途等に合わせて極めて多種多様な減速機を用意しなければならなかった。
【０００６】
そのため、減速機メーカー等では、在庫コストの増加や開発コストの増大という問題が生じる一方、減速機のユーザーにとっても、コスト高になる、あるいは、僅かな使用態様の変更の度に新規にギヤドモータを購入しなければならないという問題があった。
【０００７】
又、減速機の歯車配置の都合上、その入力軸及び出力軸の位置がある程度制約されてしまうため、減速機の取付け位置（あるいは方向）が制限され、必ずしもユーザーニーズに適した（使い勝手のよい）減速機が提供されているとは言えなかった。
【０００８】
本発明は、このような問題を解消するためになされたものであって、減速機とモータの組合せ・選択を容易化し、又、使用用途に柔軟に対応した合理的な使用が可能なギヤドモータ用の減速機、ギヤドモータ及びそのシリーズを提供することをその課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、モータと減速機とを有するギヤドモータを形成するために用いられるギヤドモータ用の減速機において、前記モータの側から入力される動力の回転方向を直交方向に変換する直交変換機構を有し、且つ、該直交変換機構を単独の中間ケーシングに収めた中間直交ギヤヘッドと、前記ギヤドモータが形成された際に、その最終出力軸となる出力軸を含む平行軸減速機構を有し、且つ、該平行軸減速機構を単独の後段ケーシングに収めた状態で前記中間直交ギヤヘッドの後段側に直結可能とされた後段平行ギヤヘッドとを備え、且つ、前記後段平行ギヤヘッドが、前記中間ギヤヘッドを省略して前記モータに直接取りつけ可能な構成とされたことにより、上記課題を解決したものである。
【００１０】
即ち、直交変換機構を有する中間直交ギヤヘッドと、平行軸減速機構を有する後段平行ギヤヘッドとを連結可能とすることにより、モータの側から入力される動力の回転方向を直交方向に変換すると共に、回転の減速を実現したものであるが、それぞれのギヤヘッドは単独のケーシングからなるため、中間直交ギヤヘッド単体でも直交変換を行なう減速機として、又、後段平行ギヤヘッド単体でも平行軸減速を行なう減速機としてそれぞれ使用することができる。
更に、中間直交ギヤヘッドのみならず、後段平行ギヤヘッドも同じモータと直接連結可能であるため、モータ＋中間直交ギヤヘッドのみのギヤドモータ、モータ＋後段平行ギヤヘッドのみのギヤドモータとしても、それぞれ簡単に組み合わせて使用できるようになる。
【００１１】
本発明のバリエーションとしては例えば以下のような態様が考えられる。
【００１２】
前記後段平行ギヤヘッドを、前記中間直交ギヤヘッドの出力軸を中心として、該出力軸の円周方向に回転して取付けできるように構成した場合には、後段平行ギヤヘッドの出力軸の位置を中間直交ギヤヘッドの出力軸を中心として３６０度自由な位置に変更することができるようになり、使用用途に応じた取付けが可能になると共に、取付け位置の変更にも容易に対応できるようになる。
【００１３】
更に、前記中間直交ギヤヘッドを、該中間直交ギヤヘッドの入力軸線回りに回転する中間第１歯車と、該中間第１歯車と直交・噛合する中間第２歯車とを備える構造とし、前記中間第１歯車又は前記中間第２歯車の少なくとも一部を、中間ケーシングにそれぞれ当接させるようにすれば、中間ケーシングを、中間第１歯車及び中間第２歯車のそれぞれの中心軸線方向の移動を規制する位置決め手段として機能させることもできるようになる。
【００１４】
又、中間第１歯車及び中間第２歯車をプラスチックや焼結含油等の自己潤滑性のある素材で製作すれば、潤滑油が不要となる。
【００１５】
前記中間直交ギヤヘッドに設けた中間第１歯車に、該中間第１歯車の軸心に沿ってモータの出力軸を挿入するための穴を設け、該穴の内側に前記モータの出力軸と該中間第１歯車を連結するためのヘリカル雌スプラインを形成すれば、モータの出力軸を中間第１歯車に設けた穴にねじ込むだけで容易に連結が可能であると共に、モータの出力軸の回転により、出力軸をねじ込む（締める）方向にスラスト力がかかるため、モータの出力軸が穴から抜けるのを防止することができる。
【００１６】
又、前記後段平行ギヤヘッドの出力軸として被駆動軸を挿入するための中空部を有するホローシャフトを用いれば、被駆動軸との連結部材が不要なため、動力伝達部材の削減を図ることができると共に、被駆動軸をホローシャフト内部に挿入可能であり、コンベア等の被駆動装置に組み込んだ場合でも、装置全体の小型化、省スペース化を実現することができる。
【００１７】
前記中間直交ギヤヘッドに、前記直交変換機構の出力回転を伝達する中間平行軸減速機構を備え、中間直交ギヤヘッドの入出力軸線を含む中間ケーシングの断面の形状をＬ字形にすれば、中間直交ギヤヘッド単体で直交変換及び減速が可能になると共に、Ｌ字形の両辺で規定される空間内に被動軸等の装置の一部を収めることができ、省スペース化を図ることができる。
【００１８】
前記中間直交ギヤヘッドの中間ケーシングにおけるＬ字形の両辺で規定される空間に、前記後段平行軸ギヤヘッドの後段ケーシングの本体が収まるように、中間直交ギヤヘッドと後段平行ギヤヘッドを連結すれば、減速機全体が出っ張りのない直方体形状となるため、設置が容易となる。
【００１９】
又、これらの減速機とモータを結合して一体化することにより、上述の効果を有するギヤドモータとすることも可能である。
【００２０】
その他にも、ギヤドモータを構成する減速機の中間直交ギヤヘッドを、モータの出力軸を中心として、該出力軸の円周方向に回転して取付可能とすれば、中間直交ギヤヘッドの出力軸の向きが可変となる。従って、中間直交ギヤヘッドに後段平行ギヤヘッドを取付けてギヤドモータを構成した場合には、後段平行ギヤヘッドの出力軸の向きも中間直交ギヤヘッドを介して可変となるため、ギヤドモータの使用用途に応じた取付けが可能である。
【００２１】
又、ギヤドモータの中間直交ギヤヘッドと後段平行ギヤヘッドの取合い寸法を、中間直交ギヤヘッドとモータの取合い寸法と同一とすれば、後段平行ギヤヘッドを中間直交ギヤヘッドを介することなく、モータに直接取付けることができるようになるため、平行減速機能を有する平行軸ギヤドモータを容易に構成可能となる。
【００２２】
しかも、モータの出力軸と、中間直交ギヤヘッドの出力軸に同一モジュールのヘリカルスプラインを形成する構造にすれば、モータの出力軸と中間直交ギヤヘッドの入力部及び中間直交ギヤヘッドの出力軸と後段平行ギヤヘッドの入力部の連結形状が同じとなるため、後段平行ギヤヘッドの入力部とモータの出力軸との連結が容易となる。
【００２３】
このようなギヤドモータは、モータと減速機の中間直交ギヤヘッド及び後段平行ギヤヘッドのうち少なくとも１種を、交換可能に複数種類用意し、シリーズ化したときに、更に大きなメリットが得られる。
【００２４】
本ギヤドモータをシリーズ化すると、モータ、中間直交ギヤヘッド、後段平行ギヤヘッドを相互に共用化しながら、必要な部分のみを交換すればよいようになるため、納期の短縮、在庫の減少等を実現することができると共に、開発コストの低減により減速機の低価格化を図ることができる。
【００２５】
又、モータと後段平行ギヤヘッドのみ、若しくはモータと中間直交ギヤヘッドのみで、ギヤドモータを構成可能としたギヤドモータのシリーズとしても、ユーザーニーズに応じた種々の平行軸ギヤドモータ及び直交軸ギヤドモータをそれぞれ提供可能となる。
【００２６】
又、後段平行ギヤヘッドの出力軸の後段ケーシングに対する軸心位置が、相互に異なる後段平行ギヤヘッドを、複数種類用意したギヤドモータのシリーズとすれば、後段平行ギヤヘッドの出力軸の軸心位置を種々のタイプから選択が可能となり、使用用途に応じたギヤドモータの提供が可能となる。
【００２７】
更に、中間直交ギヤヘッドの直交変換機構の構成として、ベベル歯車、ウォーム歯車、ハイポイド歯車のうち少なくとも２つの種類を選択可能としたギヤドモータのシリーズとすれば、コストや使用用途により歯車構造が選択可能となり、ユーザーニーズに幅広く対応することができるようになる。
【００２８】
なお、モータの出力軸と中間直交ギヤヘッドの直交変換機構との間に、更に前段平行軸減速機構を介在可能としたギヤドモータのシリーズとし、減速機構を更に多段の構成にしてもよい。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態の例を図面に基づいて説明する。
【００３０】
図１は、本発明に係るギヤドモータ用の減速機を適用したギヤドモータ５００の断面図である。ギヤドモータ５００は、中間直交ギヤヘッド１００と後段平行ギヤヘッド２００とからなる減速機３００と、モータ４００とを備えている。
【００３１】
モータ４００と中間直交ギヤヘッド１００の取付面Ｆ１において、中間直交ギヤヘッド１００は、モータ４００に対し、モータ４００の出力軸（以下、単にモータ軸と称す）４０２を中心として、該モータ軸４０２の円周方向Ｒ１に９０°ずつ回転して取付可能である。なお、モータ４００と中間直交ギヤヘッド１００は図示せぬボルトにより連結されている。
【００３２】
又、中間直交ギヤヘッド１００と後段平行ギヤヘッド２００の取付面Ｆ２においても、後段平行ギヤヘッド２００は、中間直交ギヤヘッド１００に対し、中間直交ギヤヘッド１００の出力軸（以下、単に中間出力軸と称す）１０８を中心として、該中間出力軸１０８の円周方向Ｒ２に９０°ずつ回転して取付可能である。なお、中間直交ギヤヘッド１００と後段平行ギヤヘッド２００は図示せぬボルトにより連結されている。
【００３３】
中間直交ギヤヘッド１００の入出力軸線Ｌ１、Ｌ２を含む中間ケーシング１０２の断面の形状はＬ字形となっており、後段平行ギヤヘッド２００の後段ケーシング２０４は、中間ケーシング１０２におけるＬ字形の両辺１０２ａと１０２ｂで規定される空間に大部分が収まっている。
【００３４】
更に、取付面Ｆ１におけるモータ４００及び中間直交ギヤヘッド１００の各々の取り合い寸法と、取付面Ｆ２における中間直交ギヤヘッド１００及び後段平行ギヤヘッド２００の各々の取り合い寸法がそれぞれ同一とされている。具体的には、中間直交ギヤヘッド１００とモータ４００の角寸法は略同一で、図示せぬ取付ボルト孔の位置はそれぞれ同位置（取付面Ｆ１の頂点付近における正方形の頂点相当位置）に形成されている。又、中間直交ギヤヘッド１００と後段平行ギヤヘッド２００の図示せぬ取付ボルト孔の位置も、それぞれ同位置（取付面Ｆ２の頂点付近における正方形の頂点相当位置）に形成されている。即ち、モータ４００と後段平行ギヤヘッド２００は相互に係合可能な取り合い寸法を有し、後段平行ギヤヘッド２００は、直接、モータ４００に連結が可能である。
【００３５】
前記中間直交ギヤヘッド１００は、モータ４００から入力される動力の回転方向を直交する方向に変換する直交変換機構１０４と、該直交変換機構１０４の出力回転を減速する中間平行軸減速機構１０６を有し、且つ、これらの機構１０４、１０６を単独の中間ケーシング１０２に収めている。
【００３６】
前記直交変換機構１０４は、ベベル歯車よりなる、中間第１歯車１１０及び中間第２歯車１１２を備えている。
【００３７】
該中間第１歯車１１０は、軸受１３０と１３１によって回転自在に支持され、中間直交ギヤヘッド１００の入力軸線Ｌ１をその軸心として回転する。
【００３８】
又、中間第２歯車１１２は、軸受１３２と１３３によって回転自在に支持されると共に、自身の一端側１１２ａで前記中間第１歯車１１０と直交・噛合し、他端側１１２ｂで前記中間直交ギヤヘッド１００の中間ケーシング１０２に片持状態で採り付けられている。
【００３９】
これら中間第１歯車１１０及び中間第２歯車１１２の一端側の先端部１１０ａ、１１２ａは、それぞれ中間ケーシング１０２に当接している。
【００４０】
更に、中間第１歯車１１０には、その軸心Ｌ１に沿ってモータ軸４０２を挿入するための穴１１０ｂが設けられており、該穴１１０ｂの内側にはモータ軸４０２と中間第１歯車１１０を連結するためのヘリカル雌スプラインが形成されている。
【００４１】
なお、中間第１歯車１１０と中間第２歯車１１２は、自己潤滑性のあるプラスチック製である。
【００４２】
一方、中間直交ギヤヘッド１００内の中間平行軸減速機構１０６は、軸線Ｌ２を軸心として回転する中間出力軸１０８と、中間第３歯車１１４とを備えている。
【００４３】
中間出力軸１０８は、軸受１３４、１３５によって回転自在に支持され、中間出力軸１０８の軸心Ｌ２は、直交変換機構１０４の中間第１歯車１１０の軸心Ｌ１とは平面視で直交した関係にあると共に、中間第２歯車１１２の軸心Ｌ３とは平面視で平行した関係にある。
【００４４】
又、中間出力軸１０８には、モータ軸４０２と同一モジュールのヘリカルスプラインが形成されている。
【００４５】
前記中間第３歯車１１４は、その外周において直交変換機構１０４の中間第２歯車１１２と噛合すると共に、中間出力軸１０８に取付けられ、該中間出力軸１０８と同一の軸心Ｌ２を中心として回転する。
【００４６】
図２は、図１中の後段平行ギヤヘッド２００のII−II線に沿う断面図、図３は図２中のIII−III線に沿う断面図を示したものである。
【００４７】
後段平行ギヤヘッド２００は、ギヤドモータ５００が形成された際に、その最終出力軸となる出力軸（以下、単に最終出力軸と称す）２０２を含む平行軸減速機構２０６を有し、且つ、該平行軸減速機構２０６を単独の後段ケーシング２０４に収めている。なお、図３に示すように、後段ケーシング２０４の断面形状は正方形となっている。
【００４８】
最終出力軸２０２は、軸受２３０、２３１によって回転自在に支持され、軸線Ｌ４を軸心として回転する。該軸心Ｌ４は、中間出力軸１０８の軸線Ｌ２とは平面視で平行した関係にある。
【００４９】
又、後段平行ギヤヘッド２００内の平行軸減速機構２０６は、最終出力軸２０２と、第１軸２０６と、第２軸２０８とを備えている。
【００５０】
第１軸２０６は、その両端において、軸受２３２、２３３により回転自在に支持され、該第１軸２０６には、その軸心Ｌ５を中心として回転する大径の後段第１歯車２１０と、より小径の後段第２歯車２１２とが設けられている。
【００５１】
又、第２軸２０８は、紙面奥側に図中Ｌ６相当位置をその軸心して、第１軸２０６と平行に配置されている。この第２軸２０８には、前記後段第２歯車２１２と噛合し、該後段第２歯車２１２より大径の後段第３歯車２１４と、該後段第３歯車２１４より小径の後段第４歯車２１６とが設けられている。なお、第２軸２０８は、その両端において、図示しない軸受により回転自在に支持されている。
【００５２】
前記後段平行ギヤヘッド２００の最終出力軸２０２には、前記後段第４歯車２１６と噛合する後段第５歯車２１８が設けられている。
【００５３】
前記中間出力軸１０８は、その先端部が直接歯切りされており、後段平行ギヤヘッド２００の後段ケーシング２０４内に挿入され、第１軸２０６に設けられた後段第１歯車２１０と噛合し、平行軸減速機構２０６の初段ギヤセットを構成している。
【００５４】
本発明の実施形態に係るギヤドモータ５００は、モータ軸４０２が中間直交ギヤヘッド１００内の直交変換機構１０４の中間第１歯車１１０に設けられた穴１１０ｂに挿入・連結され、又、中間直交ギヤヘッド１００の中間出力軸１０８が後段平行ギヤヘッド２００の後段ケーシング２０４内に挿入され、後段第１歯車２１０と噛合することにより構成されている。
【００５５】
次に、ギヤドモータ５００の作用について説明する。
【００５６】
モータ４００に通電すると、モータ軸４０２と連結した中間第１歯車１１０がその軸心Ｌ１を中心として回転する。
【００５７】
そして、中間第１歯車１１０の回転により、該中間第１歯車１１０と直交・噛合する中間第２歯車１１２が軸線Ｌ１と直交する方向Ｌ３を軸心として回転する。その結果、モータ軸４０２より入力された動力の回転方向が９０°転換される。
【００５８】
又、中間第２歯車１１２の回転により、該中間第２歯車１１２と噛合する中間第３歯車１１４及び該中間第３歯車１１４が取付けられた中間出力軸１０８は、軸線Ｌ３と平行関係にあるＬ２を軸心として回転する。そして、中間第２歯車１１２から伝達された回転が減速され、中間出力軸１０８に出力される。
【００５９】
更に、中間出力軸１０８がその軸心Ｌ２を中心として回転すると、該中間出力軸の先端部と噛合した後段第１歯車２１０と、該後段第１歯車２１０と同じ第１軸２０６に設けられた後段第２歯車２１２が、第１軸２０６の軸心Ｌ５を中心として回転する。このとき、中間出力軸１０８の回転が、該中間出力軸１０８と後段第１歯車２１０の歯数の比だけ減速され、後段第２歯車２１２に伝達される。
【００６０】
その後、後段第２歯車２１２の回転と同時に、該後段第２歯車２１２と噛合する後段第３歯車２１４と、該後段第３歯車２１４と同じ第２軸２０８に設けられた後段第４歯車２１６が第２軸２０８の軸心Ｌ６を中心として回転し、後段第２歯車２１２から伝達された回転が更に減速される。
【００６１】
最終的に、後段第４歯車２１６の回転により、該後段第４歯車２１６と噛合する後段第５歯車２１８が回転すると共に、最終出力軸２０２が回転し、動力が出力される。
【００６２】
中間直交ギヤヘッド１００は、図４の模式図に示すように、モータ４００に対し、モータ軸４０２を中心として、該モータ軸４０２の円周方向Ｒ１に９０°ずつ回転して取付可能であると共に、後段平行ギヤヘッド２００も、中間直交ギヤヘッド１００に対し、中間出力軸１０８を中心として、該中間出力軸１０８の円周方向Ｒ２に９０°ずつ回転して取付可能であるため、ギヤドモータ５００の最終出力軸２０２の向きが１６通りに変更可能であり、ギヤドモータの使用用途に応じた取付けが可能で、その変更も容易である。
【００６３】
又、モータ４００と中間直交ギヤヘッド１００の取付面Ｆ１における取り合いと、中間直交ギヤヘッド１００と後段平行ギヤヘッド２００の取付面Ｆ２における取り合いを同一としたため、後段平行ギヤヘッド２００は、中間直交ギヤヘッド１００を介すことなく、モータ４００に直接取付けが可能で、平行減速機能を有する平行軸ギヤドモータを容易に構成可能である。
【００６４】
しかも、これを具体的に実現するために、中間出力軸１０８と、モータ軸４０２に同一モジュールのヘリカルスプラインを形成すると共に、第１歯車１１０には、その軸心Ｌ１に沿って、モータ軸４０２のヘリカルスプラインと等速外接噛合が可能な雌スプラインを形成するようにしている。
【００６５】
即ち、中間出力軸１０８と、モータ軸４０２とに同一モジュールのヘリカルスプラインが形成されていることから、後段平行ギヤヘッド２００の後段第１歯車２１０は、中間出力軸１０８のみならず、モータ軸４０２とも直接噛合できる。
【００６６】
又、このように、モータ軸４０２にヘリカルスプラインが形成されていても、中間第１歯車１１０に、その軸心Ｌ１に沿ってモータ軸４０２のヘリカルスプラインと等速外接噛合可能な雌スプラインを形成することにより、該モータ軸４０２に中間第１歯車１１０を冠せるようにしてねじ込むだけで、両者４０２、１１０を一体化できる。
【００６７】
この結果、取り合いの互換性と相俟って、モータ４００と中間直交ギヤヘッド１００の連結、及びモータ４００と後段平行ギヤヘッド２００の連結のいずれも容易に、且つ、支障なく実現できる。なお、モータ軸４０２と中間第１歯車１１０との連結に当たっては、モータ軸４０２の回転により、中間第１歯車１１０がモータ軸４０２によりねじ込まれる（締められる）方向に荷重がかかるようにしておけば、モータ軸４０２と中間第１歯車１１０との連結が緩むことはない。
【００６８】
中間直交ギヤヘッド１００は、直交変換機構１０４と中間平行軸減速機構１０６を有し、単独の中間ケーシング１０２からなるため、中間直交ギヤヘッド１００単体でも直交変換及び減速を行なう減速機として使用することができる。
【００６９】
同様に、後段平行ギヤヘッド２００も、平行軸減速機構２０６を有し、単独の後段ケーシング２０４からなるため、後段平行ギヤヘッド２００単体でも平行軸減速を行なう減速機として使用することができる。
【００７０】
又、中間直交ギヤヘッド１００の入出力軸線Ｌ１、Ｌ２を含む中間ケーシング１０２の断面形状をＬ字形とし、該Ｌ字形の両辺１０２ａと１０２ｂで規定される空間に、後段平行ギヤヘッド２００の後段ケーシング２０４の本体（一体の突起等を除いた主要部分）の大部分が収納可能であるため、装置全体が出っ張りの少ない直方体形状となり、設置が容易である。
【００７１】
更に、中間直交ギヤヘッド１００を単体で使用した場合には、Ｌ字形の両辺１０２ａと１０２ｂで規定される前記空間内に被動側装置の一部（例えばプーリやスプロケット、歯車等）を収めることができ、省スペース化を図ることもできる。
【００７２】
又、中間直交ギヤヘッド１００の直交変換機構１０４に設けられた中間第２歯車１１２は、自身の一端側１１２ａで中間第１歯車１１０と直交・噛合し、他端側１１２ｂで中間直交ギヤヘッド１００の中間ケーシング１０２に片持状態で取付けられているため、中間第１歯車１１０から加わるスラスト力を中間ケーシング１０２で受け止めることができる。
【００７３】
更に、中間第１歯車１１０及び中間第２歯車１１２をベベル歯車にしたことにより、中間直交ギヤヘッド１００の小型化、高効率化、低コスト化を図ることができ、その上、該中間第１歯車１１０及び中間第２歯車１１２を自己潤滑性のあるプラスチック製としているため、潤滑油が不要である。
【００７４】
中間第１歯車１１０及び中間第２歯車１１２の一端側の先端部１１０ａ、１１２ａは、中間ケーシング１０２にそれぞれ当接しているため、中間ケーシング１０２は、中間第１歯車１１０及び中間第２歯車１１２のそれぞれの中心軸線方向Ｌ１、Ｌ３の移動を規制する位置決め手段としても機能している。
【００７５】
なお、上記実施形態において、中間直交ギヤヘッド１００の直交変換機構１０４に設けられた中間第１歯車１１０及び中間第２歯車１１２はベベル歯車としたが、本発明は、これに限定されるものではなく、ウォーム歯車、ハイポイド歯車等でもよい。むしろ、後述するように、用途に応じ、これらを選択可能としておく方が望ましい。
【００７６】
又、これらの中間第１歯車１１０及び中間第２歯車１１２は、プラスチックで製作されたものではなくてもよい。従って、例えば、焼結含油等の自己潤滑性のある素材で製作されたものでもよい。更には、必ずしも自己潤滑性のある素材でなくてもよい。
【００７７】
なお、上記実施形態においては、中間第１歯車１１０及び中間第２歯車１１２を、それぞれ軸受１３０〜１３３によって回転自在に支持する構造としたが、図５に示すように、ピン１５０、１５２を中間ケーシング１０２に圧入し、該ピン１５０、１５２により中間第１歯車１１０及び中間第２歯車１１２を回転可能にする構造としてもよい。又、中間第１歯車１１０及び中間第２歯車１１２からなる直交変換機構１０４を両持状態で支持する構造としてもよい。
【００７８】
上記実施形態においては、最終出力軸２０２を中実軸としたが、図６に示すように、最終出力軸として被駆動軸を挿入するための中空部２５０ａを有するホローシャフト２５０を用いれば、相手機械との連結部材が不要なため、動力伝達部材の削減を図ることができると共に、被動軸を中空部２５０ａ内部に挿入可能であり、コンベア等の被駆動装置に組み込んだ場合でも、装置全体の小型化、省スペース化を実現することができる。
【００７９】
又、前記中空部２５０ａの軸線方向Ｌ４の一方側（図６中の下側）を有底とした場合には、ホローシャフト２５０の一端側についてはケーシング２５２内に収めることができる。この場合は、ケーシング２５２外と遮断された状態でホローシャフト２５０を支持可能となるため、中空部２５０ａを貫通孔として形成した場合に比べ、装置内部の潤滑油が外部に漏れ難く、更に、オイルシール２５６をホローシャフト２５０の片側に設置すればよいため、ホローシャフト２５０に加わる負荷が少なく、動力の損失防止を図ることができると共に、部品点数の削減によるコストの低減をも実現することができる。
【００８０】
又、前記中間直交ギヤヘッド１００内の中間平行軸減速機構１０６では、中間第２歯車１１２と中間第３歯車１１４で減速機構を構成したが、本発明はこれに限定されず、必ずしも減速機能を持たせる必要はない。又、歯車機構ではなく、チェーン、ベルト等の無端伝動機構であってもよい。無端伝動機構により中間平行軸減速機構を構成した場合には、中間第２歯車１１２の軸心Ｌ３と中間出力軸１０８の軸心Ｌ２の距離をほぼ任意に調整することができる。又、ベルトを用いた場合には、騒音を低減することができると共に、ベルトの滑りを積極的に利用してトルクリミッタ的な機能を持たせることもできる。
【００８１】
次に、上述の中間直交ギヤヘッド１００、後段平行ギヤヘッド２００、モータ４００の組合せによって構成されるギヤドモータのシリーズについて説明する。
【００８２】
図７は、モータ４００、中間直交ギヤヘッド１００及び後段平行ギヤヘッド２００の組合せ例を模式的に示したものであり、モータ４００、中間直交ギヤヘッド１００及び後段平行ギヤヘッド２００のうち少なくとも１種を、交換可能に複数種類用意したギヤドモータのシリーズ例である。
【００８３】
図７中の（Ａ）は、１種類のモータ４００及び中間直交ギヤヘッド１００に対して、複数種類の後段平行ギヤヘッド２００ａ、２００ｂ、２００ｃ、…を用意したギヤドモータのシリーズである。
【００８４】
このようなシリーズを提供することにより、ユーザーは、１種類のモータ４００及び中間直交ギヤヘッド１００を用意した上で、使用用途に応じた後段平行ギヤヘッド２００の選択が可能である。
【００８５】
図７中の（Ｂ）は、１種類のモータ４００及び後段平行ギヤヘッド２００に対して、複数種類の中間直交ギヤヘッド１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、…を用意したギヤドモータのシリーズであり、図７中の（Ｃ）は、１種類の中間直交ギヤヘッド１００及び後段平行ギヤヘッド２００に対して、複数種類のモータ４００ａ、４００ｂ、４００ｃ、…を用意したギヤドモータのシリーズである。
【００８６】
このようなシリーズによっても、ユーザーは、複数種類の中間直交ギヤヘッド１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、…又は複数種類のモータ４００ａ、４００ｂ、４００ｃ、…から使用用途に応じた装置を選択することができる。
【００８７】
又、このようなシリーズ化によって、減速機メーカー等は、装置を共用化できるため、納期の短縮、在庫の減少等を実現することができると共に、開発コストの低減により、減速機の低価格化を図ることができる。
【００８８】
なお、図７中の（１）〜（３）は、ギヤドモータの構成例である。
【００８９】
即ち、モータ４００、中間直交ギヤヘッド１００、後段平行ギヤヘッド２００を連結・一体化することにより、モータ４００の動力を直交変換して出力する図７中の（１）に示す直交軸タイプのギヤドモータを構成することができる。
【００９０】
又、モータ４００と中間直交ギヤヘッド１００のみでもギヤドモータが構成可能であるため、モータ４００と中間直交ギヤヘッド１００を連結・一体化することにより、モータ４００の動力を直交変換して出力する図７中の（２）に示す直交軸タイプのギヤドモータを提供することができる。
【００９１】
更に、上述のとおり、モータ４００と中間直交ギヤヘッド１００の取付面Ｆ１における取り合いと、中間直交ギヤヘッド１００と後段平行ギヤヘッド２００の取付面Ｆ２における取り合いを同一としたため、後段平行ギヤヘッド２００は、中間直交ギヤヘッド１００を介すことなく、モータ４００に直接取付けることができ、モータ４００と後段平行ギヤヘッド２００のみでもギヤドモータが構成可能である。従って、モータ４００の回転を減速して平行に出力する図７中の（３）に示す平行軸タイプのギヤドモータも提供が可能である。
【００９２】
図８は、後段平行ギヤヘッド２００の最終出力軸２０２の後段ケーシング２０４に対する軸心位置が相互に異なる後段平行ギヤヘッド２００を複数用意したギヤドモータのシリーズ例を示している。ユーザーは最終出力軸２０２の軸心位置を種々のタイプから選択可能で、使用用途に応じたギヤドモータを構成することができる。
【００９３】
又、図９は、中間直交ギヤヘッド１００の直交変換機構１０４の構成として、ベベル歯車、ウォーム歯車、ハイポイド歯車のうち、少なくとも２つ（この例では、ベベル歯車とハイポイド歯車）を選択可能としたギヤドモータのシリーズ例であり、ユーザーは、コストや使用用途により歯車構造が選択可能で、ユーザーニーズに幅広く対応することができる。
【００９４】
なお、図１０のように、モータ４００の出力軸４０２と、中間直交ギヤヘッド１００の直交変換機構１０４との間に、更に、前段平行軸減速機構６００を介在可能としたギヤドモータのシリーズとしてもよい。
【００９５】
更に、上述の減速機及びモータの選択・組合せは、ギヤドモータの特定の具体的なシリーズに属する全ての機種が対応するものでなくてもよい。即ち、当該特定のシリーズに属する一部の機種において、減速機及びモータの選択・組合せが（あるいは組合せの可能性が）本発明に係る構成となっていれば足りる。
【００９６】
【発明の効果】
本発明によれば、減速機とモータの組合せ・選択を容易化し、又、使用用途に柔軟に対応した合理的な使用が可能なギヤドモータ用の減速機、ギヤドモータ及びそのシリーズを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態のギヤドモータの側断面図
【図２】図１における後段平行ギヤヘッドのII−II線に沿う断面図
【図３】図２におけるIII−III線に沿う断面図
【図４】本発明の実施形態のギヤドモータの組み合わせ例を示した模式図
【図５】本発明の第２実施形態のギヤドモータの側断面図
【図６】出力軸にホローシャフトを採用した後段平行ギヤヘッドの側断面図
【図７】本発明の実施形態のギヤドモータのシリーズの模式図
【図８】最終出力軸の軸心位置を複数用意したギヤドモータのシリーズの模式図
【図９】中間直交ギヤヘッドの直交変換機構を複数用意したギヤドモータのシリーズの模式図
【図１０】前段平行軸減速機構を介在可能としたギヤドモータのシリーズの模式図
【符号の説明】
１００…中間直交ギヤヘッド
１０２…中間ケーシング
１０４…直交変換機構
１０６…中間平行軸減速機構
１０８…中間出力軸
１１０…中間第１歯車
１１２…中間第２歯車
１１４…中間第３歯車
２００…後段平行ギヤヘッド
２０２…最終出力軸
２０４…後段ケーシング
２０６…第１軸
２０８…第２軸
２１０…後段第１歯車
２１２…後段第２歯車
２１４…後段第３歯車
２１６…後段第４歯車
２１８…後段第５歯車
３００…減速機
４００…モータ
４０２…モータ軸
５００…ギヤドモータ
６００…前段平行軸減速機構
Claims (18)
- モータと減速機とを有するギヤドモータを形成するために用いられるギヤドモータ用の減速機において、
前記モータの側から入力される動力の回転方向を直交方向に変換する直交変換機構を有し、且つ、該直交変換機構を単独の中間ケーシングに収めた中間直交ギヤヘッドと、
前記ギヤドモータが形成された際に、その最終出力軸となる出力軸を含む平行軸減速機構を有し、且つ、該平行軸減速機構を単独の後段ケーシングに収めた状態で前記中間直交ギヤヘッドの後段側に直結可能とされた後段平行ギヤヘッドと、を備え、且つ、
前記後段平行ギヤヘッドが、前記中間ギヤヘッドを省略して前記モータに直接取りつけ可能な構成とされた
ことを特徴とするギヤドモータ用の減速機。 - 請求項１において、
前記後段平行ギヤヘッドを、前記中間直交ギヤヘッドの出力軸を中心として、該出力軸の円周方向に回転して取付可能とした
ことを特徴とするギヤドモータ用の減速機。 - 請求項１又は２において、
前記中間直交ギヤヘッドが、
該中間直交ギヤヘッドの入力軸線回りに回転する中間第１歯車と、
該中間第１歯車と直交・噛合する中間第２歯車とを備え、
前記中間第１歯車又は前記中間第２歯車の少なくとも一部が、前記中間ケーシングにそれぞれ当接された
ことを特徴とするギヤドモータ用の減速機。 - 請求項３において、
前記中間第１歯車及び中間第２歯車が、自己潤滑性のある素材で製作されている
ことを特徴とするギヤドモータ用の減速機。 - 請求項１において、
前記中間直交ギヤヘッドが、該中間直交ギヤヘッドの入力軸線回りに回転する中間第１歯車を備え、
該中間第１歯車に、該中間第１歯車の軸心に沿って前記モータの出力軸を挿入するための穴を設け、該穴の内側に前記モータの出力軸と該中間第１歯車を連結するためのヘリカル雌スプラインを形成した
ことを特徴とするギヤドモータ用の減速機。 - 請求項１乃至５のいずれかにおいて、
前記後段平行ギヤヘッドの出力軸として被駆動軸を挿入するための中空部を有するホローシャフトを用いた
ことを特徴とするギヤドモータ用の減速機。 - 請求項１乃至６のいずれかにおいて、
前記中間直交ギヤヘッドが、前記直交変換機構の出力回転を伝達する中間平行軸減速機構を備え、
前記中間直交ギヤヘッドの入出力軸線を含む中間ケーシングの断面の形状がＬ字形になっている
ことを特徴とするギヤドモータ用の減速機。 - 請求項７において、
前記中間直交ギヤヘッドの前記中間ケーシングにおけるＬ字形の両辺で規定される空間に、前記後段平行ギヤヘッドの後段ケーシングの本体が収まるように、該中間直交ギヤヘッドと後段平行ギヤヘッドが連結されている
ことを特徴とするギヤドモータ用の減速機。 - モータと減速機とを有するギヤドモータにおいて、
前記減速機として、請求項１乃至８のいずれかに記載の減速機を使用すると共に、該減速機と前記モータを結合して一体化した
ことを特徴とするギヤドモータ。 - 請求項９において、
前記減速機の中間直交ギヤヘッドを、前記モータの出力軸を中心として、該出力軸の円周方向に回転して取付可能とした
ことを特徴とするギヤドモータ。 - 請求項９又は１０において、
前記中間直交ギヤヘッドと前記後段平行ギヤヘッドの取合い寸法が、前記中間直交ギヤヘッドと前記モータの取合い寸法と同一とされた
ことを特徴とするギヤドモータ。 - 請求項１１において、
前記モータの出力軸と前記中間直交ギヤヘッドの出力軸に同一モジュールのヘリカルスプラインを形成した
ことを特徴とするギヤドモータ。 - 請求項９乃至１２のいずれかに記載のギヤドモータに関して、
前記モータ、前記減速機の中間直交ギヤヘッド及び後段平行ギヤヘッドのうち少なくとも１種を、交換可能に複数種類用意した
ことを特徴とするギヤドモータのシリーズ。 - 請求項１３において、
前記モータと、前記後段平行ギヤヘッドのみでもギヤドモータを構成可能とした
ことを特徴とするギヤドモータのシリーズ。 - 請求項１３において、
前記モータと、前記中間直交ギヤヘッドのみでもギヤドモータを構成可能とした
ことを特徴とするギヤドモータのシリーズ。 - 請求項１３乃至１５のいずれかにおいて、
前記後段平行ギヤヘッドの出力軸の後段ケーシングに対する軸心位置が、相互に異なる後段平行ギヤヘッドを、複数種類用意した
ことを特徴とするギヤドモータのシリーズ。 - 請求項１３、１５乃至１６のいずれかにおいて、
前記中間直交ギヤヘッドの直交変換機構の構成として、ベベル歯車、ウォーム歯車、ハイポイド歯車のうち少なくとも２つの種類を選択可能とした
ことを特徴とするギヤドモータのシリーズ。 - 請求項１３乃至１７のいずれかにおいて、
前記モータの出力軸と前記中間直交ギヤヘッドの前記直交変換機構との間に、更に前段平行軸減速機構を介在可能とした
ことを特徴とするギヤドモータのシリーズ。
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