JP4279158B2 - Motor integrated multi-stage reducer - Google Patents
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Description
本発明は、モータ一体型の多段減速機に関する。 The present invention relates to a motor-integrated multistage speed reducer.
従来、モータと、前段および後段の減速機構を有する多段減速機と、を組み合わせたモータ一体型の多段減速機が広く使用されている(例えば特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a motor-integrated multi-stage speed reducer that combines a motor and a multi-stage speed reducer having a front stage and a rear stage speed reduction mechanism has been widely used (see, for example, Patent Document 1).
この特許文献1に開示されているモータ一体型の多段減速機は、前段の減速機構として、太陽ローラ、遊星ローラ、およびリングローラを有する単純遊星ローラ機構の遊星減速機構を備えている。また、後段の減速機構として、前記前段の減速機構からの動力が入力される後段入力軸と、該後段入力軸に対して偏心揺動可能に組み込まれた外歯歯車と、該外歯歯車が内接噛合する内歯歯車と、を有する揺動内接噛合式の遊星歯車減速機構を備えている。 The motor-integrated multistage speed reducer disclosed in Patent Document 1 includes a planetary speed reduction mechanism of a simple planetary roller mechanism having a sun roller, a planetary roller, and a ring roller as a front stage speed reduction mechanism. Further, as a rear stage reduction mechanism, a rear stage input shaft to which power from the front stage reduction mechanism is input, an external gear incorporated so as to be eccentrically swingable with respect to the rear stage input shaft, and the external gear are: A swinging intermeshing planetary gear reduction mechanism having an intermeshing internal gear is provided.
この多段減速機においては、モータの出力を(歯車伝動ではなく)トラクション伝動によって伝達する単純遊星ローラ機構で受け取り、回転速度を低下させた状態で後段の揺動内接噛合式の遊星歯車減速機構に伝えているため、モータの振動を単純遊星ローラ機構で吸収することができると共に、後段の歯車減速機構で発生する噛合騒音を低下させることができる。 In this multi-stage speed reducer, the output of the motor is received by a simple planetary roller mechanism that transmits traction transmission (rather than gear transmission), and the swinging intermeshing planetary gear reduction mechanism of the rear stage is maintained in a state where the rotational speed is reduced. Therefore, the vibration of the motor can be absorbed by the simple planetary roller mechanism, and the meshing noise generated by the gear reduction mechanism at the subsequent stage can be reduced.
従って、この種のモータ一体型の多段減速機は、例えば、コンベヤ、走行台車の駆動装置のように、高い減速比が要求されると共に、併せて低騒音、低振動が要求されるような用途に広く用いられている。 Therefore, this type of motor-integrated multi-stage speed reducer is required to have a high reduction ratio as well as low noise and low vibration, such as a drive device for a conveyor or traveling carriage. Widely used in
ところで、この種の駆動装置にあっては、予期せぬ停電やモータ故障等が発生した場合には、当然に駆動対象物をモータの駆動力によって駆動することができなくなる。しかしながら、この場合、コンベヤや走行台車等を所定の状態、あるいは位置まで動かさなければならないことがしばしば生じる。 By the way, in this type of drive device, when an unexpected power failure, motor failure, or the like occurs, the drive object cannot be driven by the drive force of the motor. However, in this case, it often occurs that the conveyor, the traveling carriage or the like must be moved to a predetermined state or position.
ところが、このように減速段が複数段直列に連結され(減速比が高く)、更に、モータまで連結されているような「モータ一体型の多段減速機」の場合、駆動対象物を直接手動で走行させようとすると、減速機及びモータが非常に大きな抵抗力を発生してしまうため、当該手動駆動が困難になるという問題が発生する。 However, in the case of a “motor-integrated multi-stage speed reducer” in which a plurality of speed reduction stages are connected in series in this way (with a high reduction ratio) and even a motor is connected, the drive object is directly and manually operated. If it tries to run, since a reduction gear and a motor will generate very big resistance, the problem that the said manual drive will become difficult occurs.
そこで、従来、動力伝達系のいずれかの部分にクラッチを設け、手動駆動時には該クラッチによって動力伝達系を遮断し、駆動対象物が軽い力で動くように配慮した装置が提案されている。 Therefore, conventionally, an apparatus has been proposed in which a clutch is provided in any part of the power transmission system, and the power transmission system is shut off by the clutch during manual driving so that the driven object moves with a light force.
しかしながら、このようなクラッチを設けようとした場合、当該クラッチの収容スペースの分、全体の寸法および重量が増大してしまい、また、部品点数も増大するためコストが増大するという問題が避けられない。 However, when such a clutch is to be provided, the overall size and weight are increased by the storage space of the clutch, and the number of parts is also increased, resulting in an increase in cost. .
本発明は、このような従来の問題を解消するためになされたものであって、大きなコストの増大や、寸法、あるいは重量の増大を招くことなく、停電やモータ故障等何らかの理由で手動駆動を行わなければならない状態となったとしても、非常に軽い力で駆動対象物を動かすことのできるモータ一体型の多段減速機を提供することをその課題としている。 The present invention has been made in order to solve such a conventional problem. Manual driving for some reason such as a power failure or a motor failure without causing a significant increase in cost, size, or weight. It is an object of the present invention to provide a motor-integrated multi-stage speed reducer that can move an object to be driven with a very light force even if it must be performed.
本発明は、モータと、前段および後段の減速機構を有する多段減速機と、を組み合わせたギヤドモータにおいて、前記前段または後段の減速機構のうち、少なくとも一方の減速機構を遊星減速機構で構成すると共に、該遊星減速機構を構成する一部品をその軸方向に移動可能とし、且つ、該一部品が、当該遊星減速機構の動力伝達を選択的に連結又は解除する電磁クラッチのプレートと共に移動可能に組み込まれていることにより、上記課題を解決したものである。 The present invention, in a geared motor that combines a motor and a multi-stage speed reducer having a front-stage and a rear-stage reduction mechanism, comprises at least one of the front-stage or rear-stage reduction mechanisms as a planetary reduction mechanism, One part constituting the planetary speed reduction mechanism is movable in the axial direction, and the one part is incorporated so as to be movable together with a plate of an electromagnetic clutch for selectively connecting or releasing the power transmission of the planetary speed reduction mechanism. by and is obtained by solving the above problems.
本発明においては、前段または後段の減速機構のうち少なくとも一方の減速機構については、種々の減速機構がある中で、遊星減速機構を採用することとした。それは、遊星減速機構は、すべての部材の軸心が基本的に平行であり、特定の部材を軸方向に移動させることが可能であることから、該遊星減速機構を構成する一部品をその軸方向に移動可能とすることができるためである。これにより、当該一部品を遊星減速機構の動力伝達を選択的に遮断可能とする電磁クラッチの構成要素であるプレートと共に移動可能に組み込むことができる。 In the present invention, the planetary speed reduction mechanism is adopted among the various speed reduction mechanisms for at least one of the front speed reduction mechanism and the rear speed reduction mechanism. In the planetary speed reduction mechanism, the axial centers of all the members are basically parallel, and a specific member can be moved in the axial direction. This is because it can be moved in the direction. Thereby, the said one part can be integrated with the plate which is a component of the electromagnetic clutch which can selectively interrupt | block the power transmission of a planetary reduction mechanism.
即ち、本発明においては、減速機構のうち少なくとも一方が遊星減速機構とされ、この遊星減速機構の構造上の特性を利用して、その内の一部品を電磁クラッチのプレートと共に軸方向に移動可能とし、この部品そのものに電磁クラッチの構成要素としての機能を与えた。そのため、電磁クラッチを構成する場合に必須とされていた、係合部の存在をなくすことができ、応力集中を避けることができると共に、部品点数の増大、寸法増大、従量増大、コストの増大等を極力抑えることができる。 That is, in the present invention, at least one of the speed reduction mechanisms is a planetary speed reduction mechanism, and one of the parts can be moved in the axial direction together with the electromagnetic clutch plate by utilizing the structural characteristics of the planetary speed reduction mechanism. The part itself was given a function as a component of the electromagnetic clutch. Therefore, it is possible to eliminate the presence of the engaging portion, which is essential when configuring an electromagnetic clutch, to avoid stress concentration, and to increase the number of parts, increase the size, increase the usage amount, increase the cost, etc. Can be suppressed as much as possible.
大減速比を有するモータ一体型の多段減速機において、(大減速比で且つモータが一体に組み込まれているにも拘わらず)停電、あるいはモータ故障等の理由で当該モータによる駆動ができなくなったときであっても、軽い力で駆動対象物を動かすことを可能とし、かつ、全体の重量増大、寸法増大、コスト増大を最小限に抑えることができる。 In a motor-integrated multi-stage speed reducer with a large reduction ratio, the motor can no longer be driven due to a power failure or motor failure (although the motor is integrated with the large reduction ratio). Even when it is possible, it is possible to move the driven object with a light force, and it is possible to minimize an increase in the overall weight, an increase in size, and an increase in cost.
以下、本発明の実施形態の例を図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1に示すギヤドモータ(モータ一体型の多段減速機)GM1は、モータM1と、2段の遊星減速機構を有する多段減速機G1とを連結・組み合わせたものである。 A geared motor (motor-integrated multistage reduction gear) GM1 shown in FIG. 1 is a combination of a motor M1 and a multistage reduction gear G1 having a two-stage planetary reduction mechanism.
モータM1のモータカバー12は、多段減速機G1のケーシング14のカバー14Aを兼ねており、このカバー14Aに連続形成した円筒部14BにモータM1のモータ軸18の先端18Aが臨まされている。この先端18Aには多段減速機G1の前段を構成する単純遊星ローラ機構20の太陽ローラ22が圧入されている。
The
図2を併せて参照して、単純遊星ローラ機構20は、この太陽ローラ22と、該太陽ローラ22と外接(オイルを介した間接接触)する遊星ローラ24と、該遊星ローラが内接するリングローラ26とを備え、該遊星ローラ24を支持しているキャリヤ27の公転成分が出力軸28を介して出力される構成とされている。
Referring also to FIG. 2, the simple
前記ケーシング14の円筒部14Bの外側、すなわちモータM1のモータ軸18の先端18A付近の外側には、電磁クラッチ30の一部を構成するコイル32がケーシング14に固定される態様で配置されている。このコイル32は、所定の電流が流されることによってプレート34を吸着可能である。プレート34は、前記円筒部14Bの外周に沿って軸方向に移動可能とされている。また、このプレート34は、ボルト36を介してリングローラ26と一体化されている。すなわち、該リングローラ26は、プレート34とともに回転し、またプレート34とともに軸方向に移動可能である。
On the outside of the
コイル32、プレート34、及び該プレート34と一体化されたリングローラ26によって電磁クラッチ30が構成される。すなわち、リングローラ26は、前段減速機構である単純遊星ローラ機構20の構成部品であるとともに、電磁クラッチ30の構成部品を兼ねていることになる。
The
一方、後段の減速機構として、この実施形態では揺動内接噛合式の遊星歯車機構50が組み込まれている。図3を併せて参照しながら説明すると、この遊星歯車機構50は、前段の単純遊星ローラ機構20からの動力が入力される(後段)入力軸52と、該入力軸52に対して偏心体54及びベアリング55を介して偏心揺動を可能に組み込まれた外歯歯車56と、該外歯歯車56が内接噛合する内歯歯車58と、を備える。
On the other hand, in this embodiment, a swinging intermeshing
内歯歯車58は、ケーシング14及び16の間に介在され、ボルト57によって該ケーシング14、16と一体化されている。なお、内歯歯車58の内歯は、ローラ状のピン58Aによって構成され、その数(歯数)は外歯歯車56の歯数より1だけ多い。
The
外歯歯車56には、内ピン孔56Aが形成されており、キャリヤ(内ピン)60(及び内ローラ61)が遊嵌している。内ピン60は出力軸62と一体化されている。出力軸62は、軸受64、66を介してケーシング16に支持されている。
なお、符号16Aはケーシング16に一体的に形成されている脚部、16Bは該脚部16Aに形成された(ギヤドモータGM1取付用の)取付孔である。
次に、このギヤドモータGM1の作用を説明する。 Next, the operation of the geared motor GM1 will be described.
モータM1のモータ軸18が回転すると、これと一体化されている単純遊星ローラ機構20の太陽ローラ22が回転する。電磁クラッチ30のコイル32は、運転時にはプレート34を吸着し、該プレート34を自身32を介してケーシング14と一体化させている。そのため、ボルト36を介して該プレート34と一体化されているリングローラ26もケーシング14と一体化される(固定される)ことになる。その結果、単純遊星ローラ機構20は、太陽ローラ22:入力、リングローラ26:固定、キャリヤ27:出力の入出力体系とされ、モータ軸18の回転が所定の減速比で減速された上で揺動内接噛合式の遊星歯車機構50の入力軸52に伝達される。
When the
(後段の)入力軸52が回転すると、偏心体54及びベアリング55を介して外歯歯車56が入力軸52の周りで内歯歯車58に内接噛合しながら揺動回転する。内歯歯車58の歯数(ローラ状ピン58Aの数)は、外歯歯車56の歯数よりも1だけ大きいため、外歯歯車56は内歯歯車58に対して1回揺動するごとに1歯数差分だけ位相がずれる。これは、外歯歯車56に、入力軸52の1回転によって外歯歯車56の歯数差分の1に相当する「自転」が発生したことを意味する。従って、外歯歯車56の揺動成分を内ピン孔56Aと内ピン60(及び内ローラ61)との遊嵌によって吸収しながら、該外歯歯車56の自転成分を内ピン60を介して取り出すことにより、入力軸52に対して(外歯歯車56の歯数分の1)に相当する回転を出力軸62から取り出すことができる。
When the input shaft 52 (at the rear stage) rotates, the
ここで、停電、あるいはモータM1の故障等によりモータM1による駆動が不能となったときに駆動対象物を手動にて直接動かす必要が生じたときには、電磁クラッチ30のコイル32の通電をオフとすることにより、コイル32の吸引力を解放する。なお、停電の場合には必然的にコイル32の通電がオフとなるため、特にオフ操作を行わなくてもコイル32の吸引力も開放状態とされる。
Here, when it becomes necessary to manually move the object to be driven when the motor M1 cannot be driven due to a power failure or a failure of the motor M1, the energization of the
コイル32の吸引力が解放されると、プレート34のコイル32を介したケーシング14との一体化(固定状態)も解放されるため、プレート34は回転できるようになり、該プレート34と一体化されているリングローラ26も回転できるようになる。この結果、キャリヤピン27はほぼ無負荷で回転できるようになり、駆動対象物の移動に当たってモータM1を一緒に連れ回す必要がなくなり、移動の労力が軽減される。
When the suction force of the
この電磁クラッチ30は、多段減速機G1の前段側、すなわち単純遊星ローラ機構20側に配置されているため、比較的小さな容量でも十分なクラッチ機能を得ることができ、寸法増大、重量増大、あるいはコスト増大を抑制することができる。
Since this electromagnetic clutch 30 is arranged on the front stage side of the multistage reduction gear G1, that is, the simple
この多段減速機G1においては、モータM1の出力を(歯車伝動ではなく)トラクション伝動によって伝達する単純遊星ローラ機構で受け取り、回転速度を低下させた状態で後段の揺動内接噛合式の遊星歯車減速機構50に伝えているため、モータM1の振動を単純遊星ローラ機構20で吸収することができると共に、後段の歯車減速機構50で発生する噛合騒音を低下させることができる。また、モータM1と後段の歯車減速機構50との間に共振現象が発生するのを、その間に単純遊星ローラ機構20を介在させることによって効果的に回避することができ、この点でも装置全体で発生する騒音のレベルを低減することができる。
In this multistage reduction gear G1, the output of the motor M1 is received by a simple planetary roller mechanism that transmits traction transmission (instead of gear transmission), and the swinging intermeshing planetary gear at the rear stage in a state where the rotational speed is reduced. Since the vibration is transmitted to the
従って、このギヤドモータGM1は、例えば、コンベヤ、走行台車、自動ドアの駆動装置のように、高い減速比が要求されると共に、併せて低騒音、低振動が要求されるような用途に好適である。 Therefore, the geared motor GM1 is suitable for applications that require a high reduction ratio and low noise and low vibrations, such as a conveyor, a traveling carriage, and an automatic door drive device. .
図4にこのギヤドモータ(モータ一体型の多段減速機)GM1を走行台車Rの駆動用に適用した例を示す。ここでは、図1の下部に描写されていたケーシング16の脚部16Aに貫通形成された取付孔16Bを介して走行台車Rのベース72にギヤドモータGM1全体が支持され、且つ出力軸62に走行台車Rの走行輪74が取付けられている様子が示されている。このような用途において、たとえばモータM1の故障、あるいは停電等が発生した場合であっても、電磁クラッチ30のコイル32の通電を中止することにより、あるいは停電によって通電が中止されることにより、該走行台車Rを比較的軽い力で(手動で)駆動することができるようになる。
FIG. 4 shows an example in which the geared motor (motor-integrated multi-stage speed reducer) GM1 is applied to drive the traveling carriage R. Here, the entire geared motor GM1 is supported on the
ここで、この電磁クラッチ30は、リングローラ26をその構成要素として兼用しており、該リングローラ26はクラッチの断接を行うために、直接軸方向に移動する。そのため、軸方向の移動がそのままリングローラ26の回転許容、固定となることから、該電磁クラッチ30の部品点数の削減が図れる。
Here, the electromagnetic clutch 30 also uses the
図5に本発明の他の実施形態を示す。この実施形態におけるギヤドモータGM2おいては、電磁クラッチ130を、多段減速機G2の前段の減速機構(単純遊星ローラ機構120)にではなく、後段の減速機構(揺動内接噛合式の遊星歯車機構150)に配置するようにしている。
FIG. 5 shows another embodiment of the present invention. In the geared motor GM2 in this embodiment, the
即ち、単純遊星ローラ機構120のリングローラ126はボルト136によって当初よりケーシング114に固定されている。一方、電磁クラッチ130は、後段の遊星歯車機構150の内歯歯車158の付近に配置されている。具体的には、電磁クラッチ130のコイル132はケーシング114に固定されており、プレート134を吸引可能である。このプレート134はボルト135を介して後段の遊星歯車機構150の内歯歯車158と一体化されており、該内歯歯車158と共に回転可能であり、且つケーシング114の円筒部114Bの外周に沿って軸方向に移動可能である。すなわち、この実施形態では、後段の揺動内接噛合型の遊星歯車機構150の内歯歯車158が電磁クラッチ130の構成要素を兼ねていることになる。
That is, the
運転時にはコイル132の吸引により内歯歯車158及びプレート134はともにコイル132とともにケーシング114と一体化され、先の実施形態と同様な動力伝達が実現される。一方、モータ故障時、あるいは停電時においては、コイル132の通電が中止されることにより、内歯歯車158(及びプレート134)はケーシング114に対して回転できるようになる。この結果、内ピン160を、ほぼ無負荷の状態で(極めて軽い力で)回転させることができる。すなわち、駆動対象物を手動で移動させる場合に、モータM2及び前段の減速機構である単純遊星ローラ機構120のみならず、後段の減速機構である揺動内接噛合型の遊星歯車機構150さえも連れ回す必要がなくなり、移動の労力を極めて小さくすることができる。
During operation, the
その他の構成は、先のギヤドモータGM1はとほぼ同様であるため、図中で同一または類似する部分に下2けたが共通の符号付すにとどめ、重複説明を省略する。 The other configuration is substantially the same as that of the previous geared motor GM1, and therefore, the same or similar parts in the figure have two lower digits, but only the common reference numerals are given, and redundant description is omitted.
なお、本発明においては、電磁クラッチを付設するのは、遊星減速機構であればよく、それ以上の具体的な構成は特に限定されない。例えば、単純遊星ローラ機構20、120に代えて単純遊星歯車機構を採用してもよく、揺動内接噛合型の遊星歯車機構30、130に代えて撓み噛合い式の遊星歯車機構を採用してもよい。又、前段、後段とも例えば単純遊星減速機構としてもよい。
In the present invention, the electromagnetic clutch may be attached to the planetary speed reduction mechanism, and the specific configuration beyond that is not particularly limited. For example, a simple planetary gear mechanism may be employed in place of the simple
本発明は、例えば、コンベヤ、走行台車のように、通常運転時には大きな減速比が要求されると共に、停電やモータ故障等においては手動駆動を行わなければならないような状態が発生する用途において特に有益である。 The present invention is particularly useful in applications in which a large reduction ratio is required during normal operation, such as a conveyor or a traveling carriage, and a situation where manual driving is required in the event of a power failure, motor failure, or the like. It is.
M1…モータ
G1…多段減速機
GM1…ギヤドモータ(モータ一体型の多段減速機)
14、16…ケーシング
18…モータ軸
20…単純遊星ローラ機構
22…太陽ローラ
24…遊星ローラ
26…リングローラ
27…キャリヤ
30…電磁クラッチ
32…コイル
34…プレート
36…ボルト
50…揺動内接噛合式の遊星歯車機構
52…入力軸
54…偏心体
55…ベアリング
56…外歯歯車
56A…内ピン孔
58…内歯歯車
60…内ピン
62…出力軸
M1 ... motor G1 ... multi-stage reducer GM1 ... geared motor (motor-integrated multi-stage reducer)
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記前段または後段の減速機構のうち、少なくとも一方の減速機構を遊星減速機構で構成すると共に、
該遊星減速機構を構成する一部品をその軸方向に移動可能とし、且つ
該一部品が、当該遊星減速機構の動力伝達を選択的に連結又は解除する電磁クラッチのプレートと共に移動可能に組み込まれている
ことを特徴とするモータ一体型の多段減速機。 In a geared motor that combines a motor and a multistage speed reducer having a front stage and a rear stage reduction mechanism,
While configuring at least one of the front-stage or rear-stage speed reduction mechanisms as a planetary speed reduction mechanism,
One part constituting the planetary speed reduction mechanism is movable in the axial direction, and the one part is movably incorporated together with an electromagnetic clutch plate for selectively connecting or releasing the power transmission of the planetary speed reduction mechanism. motor integrated multistage reduction gear, characterized in that there.
前記前段の減速機構が、太陽ローラ、遊星ローラ、およびリングローラを有する単純遊星ローラ機構の遊星減速機構を備え、
前記リングローラが前記プレートと共に軸方向および周方向に移動可能に組み込みまれ、且つ、
前記電磁クラッチのコイルの吸引力により、該プレートがリングローラごと吸引・固定可能とされた
ことを特徴とするモータ一体型の多段減速機。 In claim 1,
The preceding stage reduction mechanism comprises a planetary reduction mechanism of a simple planetary roller mechanism having a sun roller, a planetary roller, and a ring roller;
It said ring roller is capable embedded rare move in the axial direction and the circumferential direction together with the plate, and,
The motor-integrated multi-stage speed reducer is characterized in that the plate can be sucked and fixed together with the ring roller by the suction force of the coil of the electromagnetic clutch.
前記後段の減速機構が、前記前段の減速機構からの動力が入力される後段入力軸と、該後段入力軸に対して偏心揺動可能に組み込まれた外歯歯車と、該外歯歯車が内接噛合する内歯歯車と、を有する揺動内接噛合式の遊星減速機構を備え、
前記内歯歯車が前記プレートと共に軸方向および周方向に移動可能に組み込まれ、且つ、
前記電磁クラッチのコイルの吸引力により、該プレートが該内歯歯車ごと吸引・固定可能とされた
ことを特徴とするモータ一体型の多段減速機。 In claim 1,
The rear-stage reduction mechanism includes a rear-stage input shaft to which power from the front-stage reduction mechanism is input, an external gear incorporated so as to be eccentrically swingable with respect to the rear-stage input shaft, and the external gear An oscillating intermeshing planetary speed reduction mechanism having an intermeshing internal gear,
The internal gear is integrated into the movable in the axial direction and the circumferential direction together with the plate, and,
The motor-integrated multistage speed reducer, wherein the plate can be attracted and fixed together with the internal gear by the attractive force of the coil of the electromagnetic clutch.
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