JP4313683B2 - Geared motor - Google Patents
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Description
本発明は、モータと減速機とが連結された状態で使用されるギヤドモータに関する。 The present invention relates to a geared motor that is used in a state where a motor and a speed reducer are connected.
近年の工場においては、効率上の問題等から、必要な場所の必要な機械だけを必要なときに稼働できるように設計したものが多い。 Many factories in recent years are designed so that only necessary machines in necessary places can be operated when necessary due to efficiency problems.
このような体系の工場においては、各機械の駆動手段として、ギヤドモータがよく使用されている。ギヤドモータは、モータと減速機とが予め連結され、所定の回転速度、あるいは出力トルクに調整された出力軸をそれ自体で回転させることができる。また、当該ギヤドモータをオン−オフするだけで所定の機械のみを効率的に稼働させることもできるため、扱いも容易である。 In factories of such a system, geared motors are often used as drive means for each machine. In the geared motor, the motor and the speed reducer are connected in advance, and the output shaft adjusted to a predetermined rotation speed or output torque can be rotated by itself. Moreover, since only a predetermined machine can be efficiently operated simply by turning the geared motor on and off, handling is easy.
一般に、ギヤドモータのモータ軸と減速機の入力軸は、キーなどを介した継手構造、または専用の軸継手(カップリング)等を介在させる構造によって連結されている(例えば特許文献1参照)。 In general, a motor shaft of a geared motor and an input shaft of a reduction gear are connected by a joint structure through a key or the like, or a structure in which a dedicated shaft joint (coupling) or the like is interposed (for example, see Patent Document 1).
また、量産が見込まれるギヤドモータにあっては、モータ軸の先端に減速機の入力軸に相当するピニオン等を一体に形成し、モータ軸がそのまま減速機の入力軸を兼ねるような構成としたものも知られている。 For geared motors that are expected to be mass-produced, a pinion or the like corresponding to the input shaft of the reducer is integrally formed at the tip of the motor shaft, and the motor shaft directly serves as the input shaft of the reducer. Is also known.
キーなど用いてモータ軸と入力軸と連結する継手構造は、このキーが存在する円周方向の一カ所のみに応力が集中し易いという問題がある。 The joint structure that uses a key or the like to connect the motor shaft and the input shaft has a problem that stress tends to concentrate only at one location in the circumferential direction where the key exists.
また、専用の軸継手を用いる構造は、モータと減速機の規格に多少のばらつきがあっても両者を連結することができるという汎用性はあるものの、軸継手を用意する分コスト増大が避けられず、また軸方向長も長くなり易い。 In addition, the structure using a dedicated shaft coupling is versatile in that even if there is some variation in the specifications of the motor and reduction gear, both can be connected. In addition, the axial length tends to be long.
モータ軸と入力軸とを当初より一体化させておく構造は、部品点数の増加等の問題は発生しないものの、当該モータ軸はそのギヤドモータに於ける専用品となってしまい、汎用性がない。 The structure in which the motor shaft and the input shaft are integrated from the beginning does not cause a problem such as an increase in the number of parts, but the motor shaft is a dedicated product in the geared motor and is not versatile.
本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたものであって、部品点数を増大させることなく、低コストで且つコンパクトにモータ軸と入力軸とを連結することができ、且つ連結される部分の一カ所のみに応力が集中するというような不具合が発生するのを防止することのできるギヤドモータを提供することその課題としている。 The present invention has been made in view of such a conventional problem, and the motor shaft and the input shaft can be coupled in a low-cost and compact manner without increasing the number of components. It is an object of the present invention to provide a geared motor capable of preventing the occurrence of a problem that stress is concentrated only at one place.
本発明は、モータと減速機とが連結された状態で使用されるギヤドモータにおいて、前記減速機は、該減速機の入力軸を太陽ローラとする遊星ローラ機構を用いており、前記モータのモータ軸の先端面と該減速機の入力軸の先端面とを、単一の軸受の内輪の内側で動力伝達可能に対向させると共に、該軸受の内輪内において、該減速機の入力軸の外径を、該軸受の内輪の内径より小さく設定したことにより、上記課題を解決したものである。 The present invention relates to a geared motor that is used in a state where a motor and a speed reducer are connected, wherein the speed reducer uses a planetary roller mechanism that uses a sun roller as an input shaft of the speed reducer, and the motor shaft of the motor the outer diameter of the distal end surface and the tip surface of the input shaft of the reduction gear, Rutotomoni are opposed in a power transmission inside the inner race of a single bearing, within the inner ring of the bearing, the input shaft of the reduction gear Is set smaller than the inner diameter of the inner ring of the bearing, thereby solving the above-mentioned problems.
本発明においては、単一の軸受の内輪の内側でモータ軸の先端面と入力軸の先端面とを対向させる(突き合わせる)構造を採用した。 In the present invention, a structure is adopted in which the front end surface of the motor shaft and the front end surface of the input shaft are opposed (matched) inside the inner ring of a single bearing.
ここで、モータ軸又は入力軸の「先端面」の語は、広義に解釈され、動力伝達を可能とするために各面に凹凸等が形成されている場合を含む。即ち必ずしも平面である必要はない。 Here, the term “tip surface” of the motor shaft or the input shaft is interpreted in a broad sense and includes a case where irregularities or the like are formed on each surface to enable power transmission. That is, it does not necessarily have to be a plane.
本発明によれば、軸受にいわゆる継手(カップリング)に類似する機能を持たせているため、部品点数の増加は全くなく、また、寸法の増大、重量の増大等が発生する恐れもない。キー結合のように、円周方向の特定の一箇所のみに応力が集中することもない。さらに、減速機の入力軸に自動調心性を持たせることにより、軸ぶれや組付け誤差の影響をキャンセルすることができる。 According to the present invention, since the bearing has a function similar to a so-called coupling, there is no increase in the number of parts, and there is no possibility of an increase in size, an increase in weight, or the like. Unlike the key connection, the stress is not concentrated only at one specific place in the circumferential direction. Further, by giving the input shaft of the speed reducer self-alignment, it is possible to cancel the effects of shaft runout and assembly errors.
なお、本発明においては、動力伝達を可能にするための各先端面の形状等については特に限定されない(後述)。 In the present invention, the shape and the like of each front end surface for enabling power transmission are not particularly limited (described later).
部品点数の増大、寸法増大、あるいは重量の増大等を招くことなく、また、円周方向の特定の一箇所のみに応力が集中するという不具合を発生することもなく、モータのモータ軸と減速機の入力軸とを簡易且つ低コストに連結することができる。 The motor shaft and speed reducer of the motor do not increase the number of parts, increase the size, increase the weight, etc., and do not cause the problem of stress concentration at a specific location in the circumferential direction. The input shaft can be easily and inexpensively connected.
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〜図5に示すギヤドモータ(モータ一体型の減速機)GM1は、モータM1と減速機G1とを、本実施形態が適用された継手構造を用いて連結したものである。 A geared motor (motor-integrated speed reducer) GM1 shown in FIGS. 1 to 5 is obtained by connecting a motor M1 and a speed reducer G1 using a joint structure to which the present embodiment is applied.
図1は、該ギヤドモータGM1の全体縦断面図、図2はその要部分解断面図である。 FIG. 1 is an overall longitudinal sectional view of the geared motor GM1, and FIG. 2 is an exploded sectional view of an essential part thereof.
モータM1のモータカバー12は、減速機G1のモータM1側のカバーを兼ねており、このモータカバー12に連続形成した円筒部12AにモータM1のモータ軸18の先端部18Aが臨まされている。モータ軸18は、一対の軸受17、19で支持されている。このうち減速機G1側の軸受19が本実施形態に関係する軸受に相当する。
The
モータ軸18の先端部18Aには減速機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(減速機G1の入力軸)の先端部22Aが対向している。
A
図5に示されるように、この実施形態では、モータ軸18の先端面18Aには、直線状の凹部(溝部)18A1が形成されており、一方、太陽ローラ22の先端面22Aにはこの凹部18A1に嵌合する直線状の凸部(ほぞ)22A1が形成されている。即ち、モータ軸18の先端面18Aと入力軸である太陽ローラ22の先端面22Aとが、軸受19の内輪19Aの内側で互いに嵌合する凹凸構造によって対向・連結されていることになる。この凹部18A1と凸部22A1は、モータM1の減速機G1側の軸受19の内輪19Aによってあたかも「たが」を嵌められるように取り囲まれ、その半径方向の動きが拘束されている。
As shown in FIG. 5, in this embodiment, a linear recess (groove) 18 </ b> A <b> 1 is formed on the
図3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(遊星部材)24と、該遊星ローラ24が内接するリングローラ(リング部材)26とを備え、該遊星ローラ24を支持しているキャリヤピン27の公転成分がキャリヤ(単純遊星ローラ機構20の出力軸)28を介して出力される構成とされている。
Referring also to FIG. 3, the simple
太陽ローラ22は、前記モータ軸18の減速機G1側の軸受19と、当該太陽ローラ22の外周に配置されている4個の遊星ローラ24とによって支持されている。すなわち、減速機G1の入力軸である太陽ローラ22を支持する専用の軸受は、減速機G1側には全く存在していない。
The
なお、この実施形態における太陽ローラ22の外径と軸受19の内輪19Aの内径について若干補足説明を行なうと、太陽ローラ22の軸受19の内輪19A内の外径は、該内輪19Aの内径より若干小さく設計されている。これは、遊星ローラ機構20の場合、リングローラ26と遊星ローラ24とにより太陽ローラ22の軸心が決まるという事情があるためである。即ち、軸ぶれや組付け誤差の影響をキャンセルするために、太陽ローラ22には自動調心性を持たせる必要があるためである。
In this embodiment, the outer diameter of the
但し、その差は大きくはなく、何らかの理由により太陽ローラ22が大きくぶれるのを軸受19の内輪19Aの押えによって防止するという効果は存在する。そのため、この意味では太陽ローラ22は軸受19によっても支持されていると言える。
However, the difference is not large, and there is an effect that the
なお、前段の減速機構が例えば単純遊星歯車機構であった場合には、自動調心を太陽歯車と遊星歯車との間で行なうことができるため、軸受19の内輪19Aで太陽歯車を文字通り「支持する」ようにしても構わない。
When the speed reduction mechanism in the previous stage is, for example, a simple planetary gear mechanism, since self-alignment can be performed between the sun gear and the planetary gear, the sun gear is literally “supported” by the
一方、後段の遊星歯車機構50は、図4に示されるように、揺動内接噛合型の遊星歯車機構であり、前段の単純遊星ローラ機構20からの動力が入力される入力軸51(=キャリヤ28)と、該入力軸51に対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、該内歯歯車58と一体化された出力体(回転輪)62とを備える。
On the other hand, the
外歯歯車56はトロコイド曲線をベースとした歯形を有しており、内歯歯車58の内歯は、ローラ状のピン58Aによって構成されている。
The
なお、図1、図2における符号30は電磁クラッチである。
In addition, the code |
後段の遊星歯車機構50及び電磁クラッチ30等の具体的な構成については、本発明と特に関係がないため、ここではこれ以上の詳細な説明は省略する。
The specific configurations of the rear stage
次に、このギヤドモータGM1、特にそのモータM1と減速機G1との継手部分の作用を説明する。 Next, the operation of the geared motor GM1, particularly the joint portion between the motor M1 and the reduction gear G1, will be described.
モータM1のモータ軸18が回転すると、該モータ軸18の先端面18Aの凹部18A1も回転する。その結果、この凹部18A1と嵌合している減速機G1側の太陽ローラ(入力軸)22の先端面22Aの凸部22A1が回転し、モータ軸18の回転が太陽ローラ22側へと伝達される。両先端面18A、22Aの凹部18A1と凸部22A1は、それぞれの外周を軸受19の内輪19Aによって囲まれているため、この嵌合構造が外れることはない。なお、軸受19の内輪19Aは、モータ軸18と一体的に回転する。
When the
太陽ローラ22は、その一端を4個の遊星ローラ24によって支持されている。
One end of the
図6は、本発明の実施形態のバリエーションの例を示している。 FIG. 6 shows an example of a variation of the embodiment of the present invention.
図6の(A)は、モータ軸118の先端面118A及び太陽ローラ(入力軸)122の先端面122Aの嵌合構造として、+形状の凹部118A1とこの凹部118A1と嵌合する+形状の凸部122A1とが、軸受119の内輪119Aの内側で対向・連結される例を示している。なお、この図6の(A)においても例示されているように、凹部118A1と凸部122A1は、必ずしも幾何学的に完全に対応している必要はない。加工技術上の理由等から、両者118A1、122A1に若干の形状の違いが生じていたとしても、実用上は全く問題はない。
FIG. 6A shows a fitting structure of the
この応用例としては、図示はしないが、例えば、60度間隔で形成されたの凹部と該凹部に対応する凸部とを対向・連結させる例が考えられる。この種の凹凸の嵌合構造は、上記実施形態に係る−形状の凹部18A1と凸部22A1に比べ、より応力集中が軽減されるという利点が得られる。 As an example of application, although not shown in the figure, for example, an example in which concave portions formed at intervals of 60 degrees and convex portions corresponding to the concave portions are opposed to each other can be considered. This type of concave-convex fitting structure has an advantage that stress concentration is further reduced as compared with the negative-shaped concave portion 18A1 and convex portion 22A1 according to the embodiment.
図6の(B)は、モータ軸218の先端面218A及び太陽ローラ222の先端面222Aの嵌合構造として、三角形の凹部218A1と該凹部218A1と嵌合する三角形の凸部222A1とが、軸受219の内輪219Aの内側で対向・連結される例を示している。
FIG. 6B shows a fitting structure of the
一方、図6の(C)では、逆に最もシンプルな組み合わせ例が示されている。即ち、この例では、モータ軸318の先端面318A及び太陽ローラ322の先端面322Aを、軸受319の内輪319Aの内側で、該軸受319の両サイドから圧入する形で単に対向させている。各先端面318A、322Aには特に凹凸形状は形成されていない。しかしながら、扱うトルクが比較的小さい場合には、これで十分実用になることも多い。このような構造でも、「モータ軸の先端面と入力軸の先端面とを、単一の軸受の内輪の内側で動力伝達可能に対向させた」構造に含まれる。
On the other hand, in FIG. 6C, the simplest combination example is shown. That is, in this example, the
なお、軸受の内側、或いは先端面に、軽く接着剤を塗布しても良い。又、キーのような部材を用いることを禁止するものでもない。 In addition, you may apply | coat an adhesive lightly to the inner side of a bearing, or a front end surface. Further, use of a member such as a key is not prohibited.
更に、上記具体例において各凹部と凸部の形成を逆にしても良い。また、型を作製する等の手法を採用できる場合は、例えばトロコイド曲線やサイクロイド曲線等をベースにして形成した凹部(例えば図4で示されるトロコイド曲線をベースとした外歯歯車56の歯形形状に類似する形状を有する凹部)と、これに対応する形状を有する凸部とを組合わせた構造としても良い。この種の「曲線」を連続させたタイプの嵌合構造は、応力の集中が特に小さいという利点がある。
Furthermore, in the above specific example, the formation of the concave portions and the convex portions may be reversed. In addition, when a technique such as mold production can be employed, for example, a recess formed based on a trochoid curve, a cycloid curve, or the like (for example, the tooth profile shape of the
このように、本発明においては、動力伝達可能に対向させるための具体的な構造については特に限定されない。また、モータの種類、減速機の種類についても、特に上記例に限定されない。 Thus, in the present invention, there is no particular limitation on the specific structure for facing the power transmission. Also, the type of motor and the type of speed reducer are not particularly limited to the above example.
本発明は、あらゆるタイプのギヤドモータに適用可能である。 The present invention is applicable to all types of geared motors.
M1…モータ
G1…減速機
GM1…ギヤドモータ
14…ケーシング
18…モータ軸
19…軸受
19A…内輪
18A…先端面
18A1…凹部
20…単純遊星ローラ機構
22…太陽ローラ(入力軸)
22A…先端面
22A1…凸部
24…遊星ローラ
26…リングローラ(リング部材)
30…電磁クラッチ
50…揺動内接噛合式の遊星歯車機構
62…出力体
DESCRIPTION OF SYMBOLS M1 ... Motor G1 ... Reduction gear GM1 ... Geared motor 14 ...
22A ... tip face 22A1 ...
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記減速機は、該減速機の入力軸を太陽ローラとする遊星ローラ機構を用いており、
前記モータのモータ軸の先端面と該減速機の入力軸の先端面とを、単一の軸受の内輪の内側で動力伝達可能に対向させると共に、該軸受の内輪内において、該減速機の入力軸の外径を、該軸受の内輪の内径より小さく設定した
ことを特徴とするギヤドモータ。 In a geared motor used in a state where a motor and a reduction gear are connected,
The speed reducer uses a planetary roller mechanism in which the input shaft of the speed reducer is a sun roller,
A distal end surface of the input shaft of the front end surface and the reduction gear of the motor shaft of the motor, dissipate power transmittable opposing inside the inner race of a single bearing, within the inner ring of the bearing, the input of the speed reducer A geared motor , wherein an outer diameter of the shaft is set smaller than an inner diameter of an inner ring of the bearing .
前記モータ軸の先端面と入力軸の先端面とが、互いに嵌合する凹凸構造によって対向・連結されている
ことを特徴とするギヤドモータ。 In claim 1,
The geared motor is characterized in that the front end surface of the motor shaft and the front end surface of the input shaft are opposed to and connected to each other by a concavo-convex structure that fits together.
前記軸受が、前記モータのモータ軸の減速機側の軸受である
ことを特徴とするギヤドモータ。 In claim 1 or 2,
The geared motor, wherein the bearing is a reduction gear side bearing of a motor shaft of the motor.
前記太陽ローラが、前記遊星ローラ機構の遊星ローラによって支持されている
ことを特徴とするギヤドモータ。 In any one of Claims 1-3 ,
The geared motor, wherein the sun roller is supported by a planetary roller of the planetary roller mechanism.
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