JP4520657B2 - 減速装置シリーズ、モータ取付用のアダプタ - Google Patents
減速装置シリーズ、モータ取付用のアダプタ Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、平行軸歯車機構を備えた減速装置が複数用意された減速装置シリーズに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
この種の平行軸歯車機構を備えた減速装置は、減速段数やサイズ(主に伝達容量に対応する)を異ならせてバリエーション豊富な減速装置シリーズとして提供される事が多い。
【0003】
図5に従来の減速装置シリーズを示す。減速装置シリーズを構成する減速装置1は、モータ(図示省略)の動力が入力される入力軸10と、入力軸10の回転を減速して出力軸12に伝達する平行軸歯車機構(図示省略)と、平行軸歯車機構を内部に収容可能な歯車箱14と、歯車箱14に形成されている設置孔16と、を備えている。設置孔16にはモータ取付用のアダプタ18が固定される。
【0004】
平行軸歯車機構は入力軸10から出力軸12までの間に複数の平歯車或いはハスバ・ヤマバ歯車等が組み込まれて構成される。入力軸10側に入力ピニオン、出力軸12に該入力ピニオンと噛合する出力ギヤが設置された場合には1段減速となり、又、入力軸10と出力軸12との間に1本の中間軸が配置されて、この中間軸に上記入力ピニオンと噛合する第1中間ギヤ及び上記出力ギヤに噛合する第2中間ピニオンが設置されている場合には2段減速となる。更に、別途中間軸が追加されている場合は3段減速となる。
【0005】
なお、各減速装置1は必ず一つのサイズに属する。このサイズは、減速装置1の動力伝達容量を主として意味しており、同一の減速段同士の減速装置1であってもサイズが異なると伝達容量が異なる。なお、このサイズ系列は、例えば数字(1、2、3・・・)以外に限定されず、英字(A、B、C・・・)等のように各装置メーカが独自に設定していることが多く、要は、伝達容量が順次増大していけばよい。この従来例では英字によって表現しており、A,B,C・・・と移行するにつれて伝達容量が大きくなるように設定される。
【0006】
減速装置シリーズは一般的に、各サイズ内において減速段数Nを異にする複数の減速装置が用意されている。例えばここでは各サイズA、B、Cにおいてそれぞれ2段減速と3段減速の減速装置が設定され、これらによって構成される仮想的な「2×3の表(マトリックス)」から最適な減速装置を利用者が選択する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
このような減速装置シリーズでは、同減速段数(例えば2段)においてサイズがアップすると(例えばサイズA→B)、それに合わせてモータ容量も大きくしなければならない。一方、同サイズ(例えばサイズB)において減速段数が大きくなると(例えば2段→3段)、反対にモータ容量を小さくしなければならない。これは減速段数が大きいほど減速比が増大し、駆動側のモータが必要とする駆動トルクが小さくて済むからである。
【0008】
この結果、各減速装置1の全てに対応させて各種モータを用意することが一般的に要求され、これに伴い各減速装置1のそれぞれに専用のモータ取付用のアダプタ18が用意されていた。
【0009】
シリーズ内の減速装置1の数と同数のアダプタ18を用意することは本減速装置の分野では当然のことであったが、本発明者はそれが大幅なコストアップに繋がっていることに気が付いた。特に多種類のアダプタを在庫として抱えることによる管理費用の増大が、製品価格の上昇に直に反映されるという問題があった。
結局、在庫を減らす為にはアダプタ18自体も受注生産する必要が生じ、注文から納入までのリードタイムが長期間に及ぶという問題を有していた。
【0010】
本発明は上記着想に鑑みてなされたものであり、シリーズ内でのアダプタの共有化を図り、製造コストを低減するとともに、製品の客先納入のリードタイムを短縮することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明は、駆動源側の動力が入力される入力軸と、前記入力軸の回転を減速して出力軸に伝達する平行軸歯車機構と、該平行軸歯車機構を内部に収容可能な歯車箱と、前記歯車箱における入力軸を有する入力側面に形成されて前記モータ用のアダプタを固定可能な複数の設置孔と、を備える減速装置が、前記平行軸歯車機構の減速段数Nを異にすると共に、同減速段数Nにおいても伝達容量に相当するサイズPを異にして複数用意された減速装置シリーズにおいて、前記減速段数N且つサイズPとなる前記減速装置の前記入力軸の軸径D(n、p)に対して、前記減速段数N+1且つサイズP+α(α=1又は2)となる前記減速装置の前記入力軸の軸径D(n+1、p+α)を、0.8*D(n、p)≦D(n+1、p+α)≦1.2*D(n、p)の範囲内に設定し、更に、前記入力軸の軸径がD(n、p)の減速装置の前記アダプタ用の前記設置孔と前記入力軸の軸径がD(n+1、p+α)の減速装置の前記アダプタ用の前記設置孔を、両減速装置の前記歯車箱におけるそれぞれの前記入力側面にそれぞれの前記入力軸を基準にして同位置に設置し、共通の前記アダプタを当該両減速装置に適用できるようにしたことによって上記目的を達成するものである。
【0012】
本発明者は、減速段数NでサイズPの減速装置と、減速段数N+1でサイズP+α(α=1又は2)の減速装置との間ではモータ容量が近いことに着目した。これは、サイズPがP+αに上がることによるモータ容量が増大と、減速段数がNからN+1に増大することによるモータ容量の減少が略一致し、結局、互いに比較的小さい容量差の範囲内に納まるからである。この際、両減速装置における入力軸の軸径Dが互いに上記範囲内に納まる程に近似するように積極的に調節し、更にアダプタ用の設置孔の配置を、両減速装置の歯車箱の間で一致させることによりアダプタの共有化を実現した。
【0013】
この結果、サイズPと減速段数Nによって形成される表(マトリックス)の対角線上に相当する減速装置間、例えば{(N、P)、(N+1、P+1)、(N+2、P+2)・・・}に相当する減速装置間や、表の各セルを「段数1:サイズ2」の関係で移動する減速装置間、例えば{(N、P)、(N+1、P+2)、(N+2、P+4)・・・}に相当する減速装置間でアダプタを共有することが出来るようになり、在庫数が減少して製造コストを低減することが出来る。これはアダプタの標準化に繋がり、減速装置を素早く客先に納入できるようになる。なお、ここではサイズPを数字として一般化し、サイズがアップすることを数字の増大(P+α)によって表現しているが、実際には、各メーカが独自に設定するサイズの概念において、その容量が増大する場合をすべて包含するものである。
【0014】
又、上記発明では、前記設置孔が、前記入力軸の軸線と直交し且つ前記入力側面を含む任意の仮想直線に対して線対称に並設されていることが好ましい。
【0015】
仮に非対称なボルト孔配置のアダプタを想定すると、そのアダプタは歯車箱に対する取付向きの制約を受けやすい。例えば、歯車箱の右側面には右側面用のアダプタ、左側面には左側面用のアダプタが必要となる。従って、本発明のようにすると、アダプタの歯車箱側フランジのボルト孔配置を線対称にする事が出来るので、設計・製造が簡単になる事に加えてこのアダプタ自体が設置方向の制約を受けにくい。この結果、歯車箱における対向する一対の面の中から客先が入力側面として希望する側を任意に選択させることが出来るようになる。つまり、一つの減速装置においても、共通のアダプタを複数の面に設置することが出来る。
【0016】
又上記発明においては、前記歯車箱における前記入力側面が略長方形であると共に、該入力側面の4隅には該入力側面を相手部材に固定する為の据付孔がそれぞれ前記入力軸と平行に形成され、前記4つの据付孔のうちの前記入力軸に近接する2つの据付孔が、該入力軸から等距離に配置され、当シリーズにおける特定の減速装置における前記2つの据付孔が、前記アダプタ用の前記設置孔の一部を兼ねていることが好ましい。
【0017】
このようにすると、歯車箱に形成される孔の数が低減されることに加えて、設置孔を線対称に配置することが極めて容易になる。
【0018】
更に上記発明の減速装置シリーズに用いられる前記アダプタは、前記駆動源としてのモータを取り付け可能なアダプタであって、前記設置孔と同様な孔配置とされた歯車箱側フランジと、前記歯車箱側フランジに設けられて前記入力軸を内部に収容可能な筒部材と、該筒部材における前記歯車箱側フランジの反対側に設けられる中間フランジと、該中間フランジに連結されると共に前記モータを固定可能なモータフランジを有するアタッチメントと、を備え、該アタッチメントを交換することで複数容量の前記モータが装着可能となっていることが望ましい。
【0019】
このようにすると上記アダプタを共有する複数の減速装置間で、多少、モータの容量が異なることでモータサイズが変化しても、アタッチメントのみを交換することで柔軟に対応することが出来る。本発明の試験によれば、特定の減速装置の入力軸径Dに対してモータ軸径DMが0.8*D≦DM≦1.2*Dであればアダプタの共用が可能である。一般にモータは容量が多少増減しても、モータの軸径はそれ程変化しない。又、実際には、既に述べたようにマトリックスの対角線上等でアダプタを共有するので、それらの間でモータ容量が大きく変動することがなく、事実上ほぼ自由に様々なモータを接続可能である。例えば、このアタッチメントを交換することによって一つのアダプタが対応可能なモータ容量Bの許容範囲を、基準となる中心のモータ容量Cに対して、0.8*C<B<1.2*C、程度に設定可能である。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照しながら本発明の実施の形態の例について詳細に説明する。
【0021】
図1に本発明の実施形態に係る減速装置シリーズを構成する減速装置50を示す。
【0022】
図1(A)に示されるように、減速装置50は、モータ52の動力が入力される入力軸54と、入力軸54の回転を減速して出力軸56に伝達する平行軸歯車機構(図示省略)と、この平行軸歯車機構を内部に収容可能な歯車箱58と、を備える。モータ52はアダプタ62を介して歯車箱58に固定されており、このモータ52のモータ軸52Aと上記入力軸54とがカップリング64によって連結されている。特に図示しないが、この例では平行軸歯車機構が2段減速構造となっている。
【0023】
図1(B)に示されるように、歯車箱58における入力軸54が貫通する側の面(以下、入力側面60と呼ぶ)は略長方形となっており、この入力側面60の4隅には据付孔66A〜66Dが形成されている。据付孔66A〜66Dは入力軸54と平行しており、例えばアンカーボルトを用いることで入力側面60を据付床に固定することができる。
【0024】
これらの4つの据付孔66A〜66Dのうちの入力軸54に近接する2つの据付孔66A、66Bは、当該入力軸54から等距離に配置されている。一般的にこれらの据付孔66A、66Bは長方形となる入力側面60の一方の短辺の両端に位置する。特にここでは、前記据付孔66A、66Bが、上記長方形の長辺と平行し且つ入力軸54の軸心Kを含む仮想直線Lから等距離に配置され、換言すると、軸心Kと2つの据付孔66A、66Bを結んだ仮想二等辺三角形の垂直二等分線が上記仮想直線Lと一致している。
【0025】
更に2つの据付孔66A、66Bは、アダプタ62を固定するための設置孔60Aとしても機能している(兼ねている)。これらの据付孔66A、66Bを一部に含んだ計4つの設置孔のうち、当該据付孔66A、66Bを除いた残りの2つは、図1(B)の領域Cに示されるようにアダプタ62を固定する専用孔である。
【0026】
上記残りの2つの設置孔60Aも上記据付孔66A、66Bと同様に、仮想直線Lに対して線対称に配置されている。この結果、仮に歯車箱58における(今回の)入力側面60と反対側の面を入力側面として用いる場合であっても、共通のアダプタ62を利用できる。
【0027】
なお、ここでは上記仮想直線Lを基準線としたが、該仮想直線Lと直交し且つ軸心Kを含む第2仮想直線L2を基準として線対称に設置孔60Aを並設してもよい。又その他の仮想直線を基準としても構わない。但し、最も好ましくは双方の線L、L2に対して対称となる長方形状或いは正方形状に配置する。
【0028】
図1(A)に戻ってアダプタ62は、設置孔60Aと同様な孔配置とされた歯車箱側フランジ70と、この歯車箱側フランジ70に設けられる筒部材72と、筒部材72における歯車箱側フランジ70の反対側に設けられる中間フランジ74と、中間フランジ74にボルトによって連結されるアタッチメント76と、を備える。筒部材72の内部には入力軸54が収容され、又、アタッチメント76は、モータ52を固定可能なモータフランジ76Aを有している。
【0029】
従って、アタッチメント76を交換すれば、取付寸法が異なる複数容量のモータ52を選択的に装着する事が出来る。例えば、本実施形態ではアタッチメント76を交換することによって、一つのアダプタ62が対応可能なモータ容量Bの許容範囲は、基準(中心)となるモータ容量Cに対して、0.8*C<B<1.2*Cの範囲に設定されている。
【0030】
なお一つのアタッチメント76に対して複数サイズのモータ取付ボルトを予め用意しておき、これを交換することなく複数容量のモータ52を取付可能としても良い。また、アタッチメント76を使用せず、中間フランジ74に直接モータ52を取付けても良い。
【0031】
次に、図2を参照して上記減速装置50と同様な構造の複数(ここでは6つ)の減速装置Gによって構成される減速装置シリーズについて説明する。
【0032】
各減速装置Gは3種類のサイズA、B、Cのいずれかに属している。更に、各減速装置Gの平行軸歯車機構は2段減速か3段減速のいずれかである。つまりサイズA、B、Cと減速段数2、3によって形成される3×2の表(マトリックス)の各セルに、一つの減速装置Gが存在している。ここでは減速装置GをG(減速段数、サイズ)で表現しているので、6種類の減速装置Gは、G(2、A)、G(3、A)、G(2、B)、G(3、B)、G(2、C)、G(3、C)となる。なお、本実施形態では同サイズにおいて2段減速の歯車箱よりも3段減速の歯車箱の方が長大である。
【0033】
ここで例えば減速装置G(2、A)に着目した場合、該減速装置G(2、A)の入力軸の軸径D(2、A)に対して、減速装置G(3、B)の入力軸の軸径D(3、B)が0.8*D(2、A)≦D(3、B)≦1.2*D(2、A)の範囲内に設定されている。更に、領域T(2、A)で示されるアダプタ用の設置孔は、領域T(3、B)で示される設置孔と設置距離が一致している。つまり、入力軸の軸心を基準として同一距離に配置されている。なお、減速装置G(2、A)においては既に図1で示したように、2つの据付孔が設置孔を兼ねているが、減速装置G(3、B)に関しては、据付孔と設置孔が完全に独立している。これはサイズがAからBにアップしたことによって歯車箱全体が大きくなり、安定した据付を可能とするためには据付孔の間隔を広くとり、設置孔に対して独立させた方が好ましいからである。
【0034】
この結果、減速装置G(2、A)と減速装置G(3、B)との間では、(アタッチメントを除いては)共通のアダプタR1を用いることが可能となる。なお、モータに関しては多少容量の異なるモータが採用されており、これらはアタッチメントを交換することによって取り付けられている。勿論、同容量のモータを採用する場合には、アタッチメントも含めてアダプタR1の共有化が達成される。
【0035】
全く同様に例えば減速装置G(2、B)に着目した場合、該減速装置G(2、B)の入力軸の軸径D(2、B)に対して、減速装置G(3、C)の入力軸の軸径D(3、C)が0.8*D(2、B)≦D(3、C)≦1.2*D(2、B)の範囲内に設定されている。更に、領域T(2、B)で示されるアダプタ用の設置孔は、領域T(3、C)で示される設置孔と設置距離が一致している。先ほどと同様に減速装置G(2、B)においては2つの据付孔が設置孔を兼ねているが、減速装置G(3、C)に関しては据付孔と設置孔が独立している。
【0036】
この結果、減速装置G(2、B)と減速装置G(3、C)との間では、(アタッチメントを除いては)共通のアダプタR2を用いることが可能となる。
【0037】
本減速装置シリーズでは、減速段数列とサイズ列から構成される表の対角線上に位置する複数の減速装置(例えばG(2、B)とG(3、C))の間でアダプタが共有化されている。このように出来たのは、サイズのアップ(B→C)によるモータ容量が増大と、減速段数の増大(2→3)することによるモータ容量の減少とによって、結局、両装置間のモータが略一致することに着目したからである。本実施形態では便宜上3種のサイズ・2種の減速段数のシリーズについて例示したが、より多くのサイズ・減速段数を用意する場合には、上記アダプタの共有化による在庫数の減少量が顕著となり、製造コストを大幅に低減することが出来る。
【0038】
又本実施形態では、据付孔を設置孔として有効活用することで線対称の孔配置を実現している。一般的に、歯車箱における入力軸の周囲は、種々の制約によって大きな孔を形成することが困難であるが、小さいサイズ側においても据付孔を活用すれば設置孔の並設間隔を広く確保することが出来るので、上位サイズの歯車箱に対しても入力軸から比較的離れた場所に設置孔を形成することができる。
【0039】
以上の実施形態では、3×2の表によって構成される減速装置シリーズに限って示したが、本発明はそれに限定されない。又基準となる減速装置と、該減速装置に対して減速段数が1つアップし且つサイズが1つアップする他の減速装置と間でアダプタを共有するようにしていたが(本発明におけるα=1)、減速段数が1つアップし且つサイズが2つアップする他の減速装置との間でアダプタを共有するようにしても良い(本発明におけるα=2)。
【0040】
これらを一般的に表現すると、図3に示されるように、減速段数が{・・・、N−1、N、N+1、・・・}と設定されると共に、減速段数においても枠番が{・・・、P−1、P、P+1、・・・}と設定され、これらによって構成される表のセル内に減速装置Gが用意されてシリーズが構成される。このような状態で、α=1の場合は、表の対角線{・・・、Q−1、Q、Q+1、・・・}に位置する複数の減速装置(例えば、G(n−1、p−1)、G(n、p)、G(n+1、p+1))間でアダプタを共有化することになる。
【0041】
又図4に示されるように、上記と同様な減速装置シリーズにおいて、α=2の場合は、表の各セルを「減速段数1:サイズ2」の関係で移動するような関係線{・・・S−2、S−1、S、S+1、S+2、・・・}上に位置する複数の減速装置間、例えば G(n−1、p−2)、G(n、p)、G(n+1、p+2)の間でアダプタを共有化する。
【0042】
又αが1又は2の範囲内であればこれらを同時に満たすように、即ち図3と図4を組み合わせた状態でアダプタを共有しても構わない。
【0043】
なお、本発明では表の全体においてアダプタを共有する場合に限られず、必要な範囲内で共有化すればよい。
【0044】
【発明の効果】
本発明によれば、アダプタの共有化によって製造コストを大幅に削減することが出来るようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る減速装置シリーズの一部を構成する減速装置を示す図
【図2】同減速装置シリーズの全体構成を表として示す図
【図3】同減速装置シリーズをにおけるα=1の場合を一般化して表として示す図
【図4】同減速装置シリーズにおけるα=2の場合を一般化して表として示す図
【図5】従来の減速装置シリーズの全体構成を表として示す図
【符号の説明】
50・・・減速装置
52・・・モータ
54・・・入力軸
56・・・出力軸
58・・・歯車箱
60・・・入力側面
60A・・・設置孔
62・・・アダプタ
66A・・・据付孔
70・・・歯車箱側フランジ
72・・・筒部
74・・・中間フランジ
76・・・アタッチメント
78・・・モータ側フランジ
Claims (4)
- 駆動源側の動力が入力される入力軸と、前記入力軸の回転を減速して出力軸に伝達する平行軸歯車機構と、該平行軸歯車機構を内部に収容可能な歯車箱と、前記歯車箱における入力軸を有する入力側面に形成されて前記モータ用のアダプタを固定可能な複数の設置孔と、を備える減速装置が、前記平行軸歯車機構の減速段数Nを異にすると共に、同減速段数Nにおいても伝達容量に相当するサイズPを異にして複数用意された減速装置シリーズにおいて、
前記減速段数N且つサイズPとなる前記減速装置の前記入力軸の軸径D(n、p)に対して、前記減速段数N+1且つサイズP+α(α=1又は2)となる前記減速装置の前記入力軸の軸径D(n+1、p+α)を、0.8*D(n、p)≦D(n+1、p+α)≦1.2*D(n、p)の範囲内に設定し、更に、
前記入力軸の軸径がD(n、p)の減速装置の前記アダプタ用の前記設置孔と前記入力軸の軸径がD(n+1、p+α)の減速装置の前記アダプタ用の前記設置孔を、両減速装置の前記歯車箱におけるそれぞれの前記入力側面にそれぞれの前記入力軸を基準にして同位置に設置し、
共通の前記アダプタを当該両減速装置に適用できるようにした
ことを特徴とする減速装置シリーズ。 - 請求項1において、
前記設置孔が、前記入力軸の軸線と直交し且つ前記入力側面を含む任意の仮想直線に対して線対称に並設されている
ことを特徴とする減速装置シリーズ。 - 請求項1又は2において、
前記歯車箱における前記入力側面が略長方形であると共に、該入力側面の4隅には該入力側面を相手部材に固定する為の据付孔がそれぞれ前記入力軸と平行に形成され、
前記4つの据付孔のうちの前記入力軸に近接する2つの据付孔が、該入力軸から等距離に配置され、
当シリーズにおける特定の減速装置における前記2つの据付孔が、前記アダプタ用の前記設置孔の一部を兼ねている
ことを特徴とする減速装置シリーズ。 - 請求項1、2又は3に記載の減速装置シリーズに用いられる前記駆動源としてのモータを取り付け可能なアダプタであって、
前記設置孔と同様な孔配置とされた歯車箱側フランジと、
前記歯車箱側フランジに設けられて前記入力軸を内部に収容可能な筒部材と、
該筒部材における前記歯車箱側フランジの反対側に設けられる中間フランジと、
該中間フランジに連結されると共に前記モータを固定可能なモータフランジを有するアタッチメントと、を備え、
該アタッチメントを交換することで複数容量の前記モータが装着可能となっている
ことを特徴とするモータ取付用のアダプタ。
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