JP4494229B2 - Orthogonal helical worm reducer and series of the reducer - Google Patents
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Description
本発明は、モータに連結される入力軸からの回転数をこれより低い回転数に減速して出力軸に伝達する減速機に関し、特に、複数の減速比を持つヘリカル多段減速機とウォーム減速機を有する直交型ヘリカルウォーム減速機、及び該減速機のシリーズに関する。 The present invention relates to a speed reducer that reduces a rotational speed from an input shaft connected to a motor to a lower rotational speed and transmits the reduced speed to an output shaft. And a series of reduction gears.
現代の生活は、モータなしでは成立たないほどモータは様々な分野に普及しており、モータの回転力をいろいろな形の動きとして伝えるために、減速機も広く利用されている。その中で、ウォーム歯車機構はコンパクトで大きな減速比が得られ、静粛性がある等の理由から、様々な分野で利用されている。 Motors are so popular in various fields that modern life cannot be achieved without motors, and reduction gears are widely used to convey the rotational force of motors in various forms of movement. Among them, the worm gear mechanism is compact and has a large reduction ratio, and is used in various fields because of its quietness.
しかし、ウォーム歯車を有する減速機にはウォームギヤに対するウォームの軸方向の寸法管理、或いは、組付け管理を厳格に行わなければならないという構造上の要請があった。そのため、比較的容易と思われる減速比の変更作業においても、構造上の問題により、メーカー側の熟練工が需要者の工場に出向き修理す
る、又はメーカー側に減速機を回収、改造し改めて据付直しをしなければならない等の問題があった。
However, a reduction gear having a worm gear has a structural requirement that the worm axial dimension management or assembly management with respect to the worm gear must be strictly performed. For this reason, even when changing the reduction ratio, which seems to be relatively easy, due to structural problems, the manufacturer's skilled workers go to the customer's factory for repair, or the manufacturer's side collects, modifies, and reinstalls the reducer. There was a problem such as having to do.
このような問題を踏まえ、1つのケーシング内に具えた2段階の減速機を第1ケーシング、第2ケーシングに分離・連結可能とした装置の開発が要請された。そのため、熟練を要するウォーム歯車機構の組付けとこれらを特に必要としない平行軸歯車機構の組付けとを分離し、作業を容易にすることが図られた。 In light of these problems, there has been a demand for the development of an apparatus that can separate and connect a two-stage reduction gear provided in one casing to the first casing and the second casing. Therefore, the assembly of the worm gear mechanism that requires skill and the assembly of the parallel shaft gear mechanism that does not particularly require these are separated to facilitate the work.
図5は特開2002−323094に開示されている、このようなウォームギヤドモータの断面図である。このウォームギヤドモータは、モータM2と2段形のウォーム減速機G2とを一体にしたものである。 FIG. 5 is a cross-sectional view of such a worm geared motor disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-323094. This worm geared motor is obtained by integrating a motor M2 and a two-stage worm reduction gear G2.
ウォーム減速機G2は、平行軸(ヘリカル)歯車機構の1段目減速部400
と、ウォーム歯車機構の2段目減速部420とで構成されている。
The worm reducer G2 is a first-
And a second-
ケーシング600は、第1ケーシング620と第2ケーシング640とに分離可能になっている。第1ケーシング620には、1段目減速部400、第2ケーシング640には、2段目減速部420がそれぞれ収容されている。第1、第2のケーシングを連結することで、ヘリカル、ウォームギヤボックスが形成される。
The
モータM2のモータ軸280の回転は、そのまま2段形ウォーム減速機G2の1段目減速部400の入力軸340の回転となり、ヘリカルピニオン440とヘリカルギヤ460との噛合により第1段の減速が行われる。
The rotation of the
ヘリカルギヤ460の回転は2段目減速部420のウォーム軸480に伝達され、ウォーム500及びウォームギヤ520の噛合により回転方向が90°転換されるとともに、第2段の減速が行われる。ウォームギヤ520の回転はそのまま出力軸540を介して相手機械の入力軸へと伝達される。
The rotation of the
このウォーム軸480の取付け、調整には相応の設備が必要なことが多く、現場での取付け、調整は難しく、一般的には、メーカーサイドの工場内で行われる。
The installation and adjustment of the
前記の従来技術を概略図で示したのが図6である。ウォーム減速機G2ではギヤボックスのケーシングが、1段目減速部を含む第1ケーシング620と2段目減速部を含む第2ケーシング640に分離・連結が可能になっている。これら2つのケーシングが連結されることにより、「ヘリカル、ウォーム」ギヤボックスが形成される。図6中の60、M2はそれぞれ分離・連結部位、モータを示す。
FIG. 6 schematically shows the above-described conventional technique. In the worm reducer G2, the gear box casing can be separated and connected to the
ところで、前記特開2002−323094より前の技術では、ケーシングが単体であったため、平行軸歯車機構側の組付けを含めて、熟練作業者が最初から最後まで組付け作業を行う必要があった。しかし、特開2002−323094では、前記のように、ケーシング600をケーシング620、640に分割可能にしたため、熟練作業者は、第2ケーシング640側のみを組付けるだけで済むようになった。
By the way, in the technique before the said Unexamined-Japanese-Patent No. 2002-323094, since the casing was a single body, it was necessary for the skilled worker to perform the assembly work from the beginning to the end including the assembly by the side of the parallel shaft gear mechanism. . However, in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-323094, as described above, the
以上のようにケーシングの分割をした結果、第2ケーシング640を残したまま、モータM2及び第1ケーシング620を取外し、減速比変更のための歯車交換やメンテナンスを従来より簡便に行うことも出来るようになった。また、第1、第2ケーシングを残したまま、モータM2のみの取替えをすることも出来るようになった。
As a result of dividing the casing as described above, the motor M2 and the
しかし、前記特開2002−323094の従来の減速機においては、実際には、変速比の変更時にはメーカー側の熟練作業者が需要者の工場に出向き修理する、又はメーカー側に減速機を回収、改造し、改めて据付直しをしなければならない問題が依然としてあった。
何故なら、前述の第1、第2ケーシングに分離・連結が可能な2段形ウォーム減速機は、速比の組替え時にはギヤボックスの分解を行う必要があり、従来の一体ケーシングに比べて作業が比較的容易ではあるが、平行軸歯車機構におけるヘリカルギヤの組付けが不可欠であり、そのためには、或る一定の知識と経験を必要とするからである。また、この組替え作業をする時には、潤滑油が流出してしまうので、面倒な潤滑油の入替えを行う必要があるという問題が避けられなかった。
However, in the conventional speed reducer disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-323094, in fact, when the gear ratio is changed, a skilled worker on the manufacturer side goes to the customer's factory for repair, or the speed reducer is collected on the manufacturer side. There were still problems that had to be remodeled and re-installed.
This is because the two-stage worm speed reducer that can be separated and connected to the first and second casings described above requires the disassembly of the gearbox when the speed ratio is changed, which is more work than the conventional integral casing. Although it is relatively easy, it is indispensable to assemble the helical gear in the parallel shaft gear mechanism, and this requires a certain amount of knowledge and experience. Further, since the lubricating oil flows out when performing this recombination work, the problem that it is necessary to replace the troublesome lubricating oil is inevitable.
本発明は、請求項1のウォーム軸が突出したウォームギヤユニットと、出力軸が突出したモータ付き多段ヘリカルギヤユニットが、前記軸同士の一方を他方に挿入することにより連結されるとともに、互いのケースが対向するフランジにおいてインロー結合される直交型モータ付きヘリカルウォーム減速機であって、
前記対向するフランジは、軸方向に締結ボルトで固定され、
前記軸同士の連結は、キーとキー溝による連結であり、
前記両ギヤユニットが、前記対向するフランジにおいて、それぞれ、オイルシールによって密閉されていることを特徴とする直交型モータ付きヘリカルウォーム減速機により前記の課題を解決した。
なお、請求項2は、複数の減速比を持つウォームギヤユニットのグループと、複数の減速比を持つモ−タ付き多段ヘリカルギヤユニットのグループが組合せ可能となっている、直交型モータ付きヘリカルウォーム減速機のシリーズを対象とする。
According to the present invention, the worm gear unit from which the worm shaft protrudes and the multistage helical gear unit with a motor from which the output shaft protrudes are connected by inserting one of the shafts into the other, and each case has A helical worm reducer with an orthogonal motor that is in-row coupled at opposing flanges,
The opposing flanges are fixed with fastening bolts in the axial direction,
The connection between the shafts is a connection by a key and a key groove,
The above-mentioned problems have been solved by a helical worm speed reducer with an orthogonal motor, wherein both the gear units are sealed with oil seals at the opposing flanges.
It is to be noted that the second aspect of the present invention is a helical worm reduction gear with orthogonal motor, in which a group of worm gear units having a plurality of reduction ratios and a group of multi-stage helical gear units with a motor having a plurality of reduction ratios can be combined. The target series.
本発明では、2つのギヤユニットを直接インロー結合させるため、従来の装置に比べコンパクト化が達成される。ウォームギヤユニットは、突出するウォーム軸とフランジ(インロー加工品)を有し、対応する(モータ付き)ヘリカルギヤユニットの出力軸をウォーム軸に直接挿入し、且つ互いのフランジ連結・固定することにより、直交型で、コンパクト、高減速比タイプのギヤユニットモータの製作が可能となった。 In the present invention, since the two gear units are directly connected to each other by in-row coupling, the size can be reduced as compared with the conventional apparatus. The worm gear unit has a protruding worm shaft and flange (inlay processed product), and the output shaft of the corresponding helical gear unit (with motor) is inserted directly into the worm shaft, and is orthogonally connected by flange connection and fixation with each other. A compact, high gear ratio type gear unit motor can be manufactured.
また、予め各々のギヤユニットを組立てておくことにより、具体的な仕様要求に対して組合せ(減速比等)を決定した後、速やかに製品の最終組立に対応することが可能となり、優れた組立て性を発揮することができる。同時に、幅広い減速比を持つウォームギヤユニットのグループと、同様に幅広い減速比を持つモータ付き多段ヘリカルギヤユニットのグループを組合わせることで、幅広い減速比を持つ減速機シリーズを提供することが可能である。
ギヤユニット同士を連結させる作業はフランジとフランジのインロー結合により行われるので、従来品と比べ、組立て工数が著しく削減される。しかも、この組立作業には特別な組立スキルを必要としないため、熟練作業者を配置することなく、一般作業者による実施が可能となる。また、減速比の変更等の仕様変更にも容易に対応が可能である。その結果、客先への製品の納入が短期の場合にも対応でき、人的効率が上がり、コスト低減が可能となる。
In addition, by assembling each gear unit in advance, it becomes possible to respond quickly to the final assembly of the product after determining the combination (reduction ratio, etc.) according to the specific specification requirements, and excellent assembly Can demonstrate its sexuality. At the same time, by combining a group of worm gear units with a wide reduction ratio and a group of multi-stage helical gear units with motors with a wide reduction ratio, it is possible to provide a reduction gear series with a wide reduction ratio.
Since the operation of connecting the gear units is performed by connecting the flanges with the inlay of the flanges, the number of assembling steps is significantly reduced compared to the conventional product. Moreover, since this assembly work does not require special assembly skills, it can be performed by a general worker without assigning skilled workers. In addition, it is possible to easily cope with specification changes such as a change in reduction ratio. As a result, it is possible to cope with a short-term delivery of the product to the customer, thereby improving human efficiency and reducing the cost.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明の具体的実施形態で、左側の低速側ウォームギヤユニット10と、右側の高速側ヘリカルギヤユニット(モータを含む。)20で構成されている。
ウォームギヤユニット10と、ヘリカルギヤユニット20は、分離連結部60において、ウォームギヤユニット10側のフランジAととヘリカルギヤユニット20側のフランジBで、互いに連結され、軸方向に締結ボルト62で固定される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a specific embodiment of the present invention, which includes a left side low speed
The
ヘリカルギヤユニット20は、ケース40内に収納されたモータMと減速部50とフランジB、オイルシール29を具える。減速部50はモータ出力軸23、その出力軸先端のピニオン24、中間段ギヤ25、中間段ギヤピニオン26、出力段ギヤ28より構成される。ヘリカルユニット出力軸27は外部へ突出する形となっている。
ヘリカルギヤユニット20は、ヘリカルギヤユニット側オイルシール29により密閉された構造となっている。
The
The
一方、低速側ウォームギヤユニット10においては、ケース41内にウォームギヤ12を含むウォーム軸11、出力軸30が収容されており、減速部51を内蔵している。ケース41には、フランジAが設けられている。ウォーム軸11には、ヘリカルギヤユニット20の出力軸27が挿入されて連結される構造になっている。具体的には、ヘリカルギヤユニット20の出力軸27に装着されているキー27’を介して、ウォーム軸11のメス穴加工部のキー溝(図示せず。)にトルク伝達が行われる。また、ウォームギヤユニット10は、ウォームギヤユニット側オイルシール13により密閉された構造になっている。
On the other hand, in the low speed side
図2は、図1の実施形態の要部詳細断面図である。
モータMの出力軸23が回転すると、その先端のピニオン24から中間段ギヤ25に回転が減速されて伝わり、中間軸の中間段ピニオン26からヘリカルギヤユニット出力軸27の出力段ギヤ28に回転が減速されて伝わる。ヘリカルギヤユニット出力軸27に伝わった回転は、ウォームギヤユニット10側のウォーム軸11に伝えられる。ウォーム軸11上のウォームギヤ12により、回転はさらに減速され、出力軸30へ伝えられ、出力軸30が所定のトルクで回転する。
FIG. 2 is a detailed cross-sectional view of a main part of the embodiment of FIG.
When the
この実施形態は、独立した高速側多段形ヘリカルギヤユニット20と低速側ウォームギヤユニット10を、互いの突出する軸同士は挿入により、また、フランジA,Bの間のインロー結合と締結ボルト62によって連結・固定したものである。従って、装置の外部連結部のみの分離・連結をすればよいため、ギヤの噛合わせ等に必要な特別な組立てスキルを必要としない。
In this embodiment, the independent high-speed multi-stage
図3は、本発明の構成を概略図で示したものである。各々独立したヘリカルギヤユニット20とウォームギヤユニット10を分離・連結部位60で外部連結する本発明の特徴を示している。
FIG. 3 schematically shows the configuration of the present invention. The features of the present invention in which the
なお、ヘリカルギヤユニット20の減速部50のケース22とモータMのケース42も、必要に応じて分離可能になっている。その結果、図4に示すようにウォームギヤユニット1種類に対し、予めヘリカルギヤユニット3種類(A、B、C)を用意しておくと、用途に応じてヘリカルギヤユニット側を選択することで、客先用途に応じた多目的化対応が可能となる。
例えば、既に実施形態について説明した(専用)モータ付き以外にも、「モータ無タイプ」、「市販モータ取付仕様」へ容易に対応が可能である。
図4は、上から順に、本発明の実施形態、「モータ無タイプ」、「市販モータ取付仕様」をそれぞれ示している。
中段の「モータ無タイプ」は、本発明の実施形態における(専用)モータMを廃して、図1,2の出力軸23の反対側に入力軸31を設けたヘリカルギヤユニット20’であり、モータを別に配してカップリング等により入力軸31と連結して使用する場合に適している。
下段は、市販モータM’取付け仕様のヘリカルギヤユニット20’’であり、一般市販のモータだけでなく、耐圧防爆モータ等の特殊なモータを使用する場合に適している。市販モータM’への対応は、アダプタATを取付けることによって行なう。具体的には、ヘリカルギヤユニット20”と市販モータは、アダプタAT及び市販モータのフランジ部位で連結、締付ボルトで固定される。モータの回転は、モータ出力軸に装着されているキー(図示せず。)を介して、ヘリカルギヤユニット20”の図示しない、入力軸(アダプタ入力軸ピニオン)のメス穴加工部のキー溝に伝達される。
In addition, the
For example, besides the (dedicated) motor with which the embodiment has already been described, “motor-less type” and “commercially available motor mounting specifications” can be easily accommodated.
FIG. 4 shows an embodiment of the present invention, “no motor type”, and “commercially available motor mounting specifications” in order from the top.
The “no motor type” in the middle is a
The lower part is a
本発明の各ギヤユニットであるヘリカルギヤユニット20とウォームギヤユニット10の構造の特徴は、前記インロー結合方式のほか、各ギヤユニットがオイルシールにより密閉されてそれぞれ独立した構造になっていることにある。従って、減速比の組替え作業においては、これらのギヤユニットを外部連結部60のみで、軸同士、及びインロー結合部の分離、再組立を行うだけでよい。従って、従来のギヤボックスの分解、改造作業に付随する「油の抜取り、注入作業」を行う必要がない。このことは、図3と図6の対比からも明らかであり、本発明の大きな特徴である。
The features of the
また、本発明におけるそれぞれのギヤユニットについては、共通のケース、ハウジング類を使用することができるため、予め各々のギヤユニットを組立てておけば、ウォームギヤユニット10とヘリカルギヤユニット20の減速比組合せを変更するだけで、用途別の仕様対応を同一形状のギヤユニットで対応し、シリーズ化することが出来る。また、製品の最終組立といった対応も、速やかに行うことが出来る利点がある。
In addition, since a common case and housing can be used for each gear unit in the present invention, if each gear unit is assembled in advance, the reduction ratio combination of the
さらに、低騒音設計のギヤモータを、静粛性を特徴とするウォームギヤと組合せたことにより、低騒音運転が可能になる特徴がある。 In addition, a low noise design gear motor is combined with a worm gear characterized by quietness, which enables low noise operation.
10:(低速側)ウォームギヤユニット
11:ウォーム軸
12:ウォームギヤ
20:(高速側)多段ヘリカルギヤユニット
41:ウォームギヤユニットのケース
27:多段ヘリカルギヤユニットの出力軸
40:多段ヘリカルギヤユニットのケース
A,B:インロー結合のためのフランジ
M:(専用)モータ
10: (Low speed side) Worm gear unit 11: Worm shaft 12: Worm gear 20: (High speed side) Multi-stage helical gear unit 41: Worm gear unit case 27: Multi-stage helical gear unit output shaft 40: Multi-stage helical gear unit case A, B: Inlay Flange M for coupling: (dedicated) motor
Claims (2)
前記対向するフランジは、軸方向に締結ボルトで固定され、
前記軸同士の連結は、キーとキー溝による連結であり、
前記両ギヤユニットが、前記対向するフランジにおいて、それぞれ、オイルシールによって密閉されていることを特徴とする、
直交型モータ付きヘリカルウォーム減速機。 The worm gear unit from which the worm shaft protrudes and the multistage helical gear unit with a motor from which the output shaft protrudes are connected by inserting one of the shafts into the other, and the cases are in-row coupled at the opposing flanges. A helical worm reducer with orthogonal motor,
The opposing flanges are fixed with fastening bolts in the axial direction,
The connection between the shafts is a connection by a key and a key groove,
The two gear units are sealed with oil seals at the opposing flanges, respectively.
Helical worm reducer with orthogonal motor.
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