JP4615621B1

JP4615621B1 - 中空固定軸減速機

Info

Publication number: JP4615621B1
Application number: JP2010141253A
Authority: JP
Inventors: 里司椎野; 潤一坪田
Original assignee: 株式会社ツバキエマソン
Priority date: 2010-06-22
Filing date: 2010-06-22
Publication date: 2011-01-19
Anticipated expiration: 2030-06-22
Also published as: CN102297267B; JP2012007628A; CN102297267A

Abstract

【課題】軸方向の長さが短く、潤滑油漏れを防止し、製造コストが低減された、中空固定軸減速機を提供すること。
【解決手段】出力フランジ２０は、下部ベアリング２４の外周側に取付けられ、上部ベアリング４６に回転自在に支持されているため、中空固定軸２２は回転せず、ボルトによりハウジング４０に固定されている。従って、中空固定軸の回転により発生する潤滑油漏れを根本的に防止することができるため、中空固定軸２２の下部のオイルシールは不要となり、その分、中空固定軸２２方向の長さが短くなる。出力フランジ２０と上部ベアリング４６には、旋回物を上部ベアリング４６にねじ止めするためのねじ孔４８ａ、４８ｂが設けられている。ねじ孔４８ａ、４８ｂに取付用ボルトが挿入され、ねじ止めすることで旋回物を減速機１０Ａに取付けることができる。旋回物を外す際もボルトを緩めるだけでよく、旋回物の着脱が容易である。
【選択図】図１

Description

本発明は、出力軸が垂直に配設された中空固定軸減速機に関する。

歯車式減速機では、摩擦の低減と冷却のため、ギアボックスには一定量の潤滑油が封入される。従って、その潤滑油が、外部に漏れ出ないことが要請される。

図４は、従来の中空出力軸減速機の縦断面図である。
この中空出力軸減速機１００は三段式減速機であり、モータ１１０の出力軸１０１は入力軸１０２に連結されて、一段目ベベルピニオン１０３から一段目ベベルギア１０４へ、第１中間軸１０５を介して二段目ヘリカルピニオン１０６から二段目ヘリカルギア１０７へ、さらに、第２中間軸１０８を介して、三段目ピニオン１０９から出力ギア１２０へと回転が伝えられる。固定中空軸１２２は、この出力ギア１２０に固定され、軸受１２４に回転自在に支持されている。

オイルシール１１２、１２６は、それぞれ、入力軸１０２側と中空出力軸１２２側に設けられている。入力軸１０２側のオイルシール１１２は、モータ１１０の出力軸１０１に配置される。オイルシール１２６は、ハウジング１３０の下部において、中空出力軸１２２を取り囲むように配置された、シール支持部材１２８と中空出力軸１２２の間に設けられている。

中空出力軸減速機１００では、オイルシール１１２、１２６によって、減速機からの潤滑油漏れを防止しているが、ゴム材の経年劣化や軸回転部を支えることで生じる摩擦による劣化により、オイルシールが液体封止機能を失った場合は、潤滑油漏れが生じてしまう。
また、減速機の取付部材が、ハウジング１３０の下部に設けられているため、中空出力軸１２２方向の長さが大きくなり、コンパクトでない、という問題がある。
さらに、中空出力軸１２２の内部の空洞には、電線やパイプ等の配管を通す場合があるが、中空出力軸１２２の回転により、軸１２２と電線等の配管が擦れ合うことで、電線等の配管に傷がつくことがある。
この傷を防止するために、軸と配管の間に低摩擦材のシートを挿入したり、軸の内面を滑らかにする等の加工が要請され、製造コストや工数がかかる、という問題がある。

中空出力軸減速機１００に、回転搬送機器の円盤状のターンテーブル又は搬送用ロボットの駆動部等の旋回物を取付ける場合は、例えば、特許文献１に示すような締結装置を使用していた。
この装置を使用して中空出力軸１２２に旋回物を締結する場合、複数の加圧ボルトをねじ込む力の大きさが等しくなければならないが、全ての加圧ボルトを同じ大きさの力で締めることは難しく、一部のボルトのねじ込みが緩いことが原因で、不具合が生じることがあった。
また、旋回物を外した後は、ボルト用のねじ孔にボルトを挿入する手間がある上、長期間使用後に旋回物を外す場合は、ボルトがねじ孔に固着することがあり、外すのに非常に時間がかかるという問題があった。

一方、中空出力軸減速機１００に、旋回物を取付けるもう一つの方法として、キーを使用するものがある。この方法では、ねじでキーを固定する際、ねじの先端部がキーや旋回物に食い込んだ場合、キーや旋回物に突起ができてしまう。この突起がキー溝等に引っかかると、中空出力軸１２２から旋回物を取外すのに、時間がかかる。
そこで、特許文献２と３に示すものがある。

実登第２５１３４４３号公報特開２００６−１４９１３９号公報特開２００８−３９１６１号公報

特許文献２には、中空部を固定の中空シャフトと、低速動作する出力フランジで構成され、軸受を２個組合わせることにより、高速軸を一箇所で片持ち支持する、中空アクチュエータが開示されている。特許文献２の発明によれば、このような構造とすることで、反負荷側のブラケットが不要になるため、軸方向の長さが短く、コンパクトな中空アクチュエータを提供できる、とされている。
特許文献３には、歯車式減速機の内部に、オイルシールを介して上部と下部の二つの空間を設けた減速機が開示されている。特許文献３の発明によれば、上部空間内に封入される潤滑剤のレベルを下部空間に封入される潤滑剤のレベルよりも高く設定し、下部空間に封入される潤滑剤のレベルを下部空間と減速機の外部を仕切る最下部のオイルシールの位置以下に設定することにより、潤滑剤漏れが発生しないようにできる、とされている。

しかし、特許文献２の発明は、潤滑油漏れの防止についての考慮がない。
また、特許文献３の発明は、空間やオイルシールを設けることで、軸方向の長さが長くなり、減速機全体が大きくなる上、オイルシールが相当数必要なため、製造コストがかかる、という問題がある。
さらに、両特許文献ともに、中空出力軸と旋回物を取付ける際の従来技術の課題の解決方法については、開示していない。

そこで、本発明は、軸方向の長さが短く、潤滑油漏れを防止し、製造コストが低減された、中空固定軸減速機の提供をその目的とする。

本発明は、ハウジング内に潤滑油が封入され、中空固定軸が垂直に配設された減速機において、
前記中空固定軸が、前記ハウジングの下部に固定され、該中空固定軸の外周には下部ベアリングが配設され、
前記下部ベアリングの外周側に取付けられた出力フランジが、前記ハウジングに固定された上部ベアリングに回転自在に支持され、
前記中空固定軸の上部に、前記出力フランジと中空固定軸の隙間を封じるシール部材が配設されていることを特徴とする中空固定軸減速機、及び、
ハウジング内に潤滑油が封入され、中空固定軸が垂直に配設された減速機において、
前記中空固定軸が、前記ハウジングの下部に固定され、該中空固定軸の外周には下部ベアリングが配設され、
前記下部ベアリングの外周側に位置する出力ギアに取付けられた出力フランジが、前記ハウジングに固定された上部ベアリングに回転自在に支持され、
前記中空固定軸の上部に、前記出力フランジと中空固定軸の隙間を封じるシール部材が配設されていることを特徴とする中空固定軸減速機により前記課題を解決した。
なお、請求項３のように、中空固定軸の下部とハウジングの下部の間に液状シール剤を塗布すれば、潤滑油漏れ防止効果をより高めることができる。
また、請求項４のように、出力フランジの上部と上部ベアリングの内輪に、旋回物をねじ止めするためのねじ孔を設けるのが好適である。

本発明によると、中空固定軸がハウジングに固定され、回転しないようにされていることにより、下記の効果を奏する。
１．中空出力軸の回転による潤滑油漏れを根本から防止できるため、中空固定軸とハウジングの間にシール剤を塗布するだけで、十分な潤滑油漏れ防止対策となり、中空固定軸の下部にオイルシールを設ける必要がない。
２．中空固定軸の内部の空洞に配管を通しても、配管に傷がつくのを最小限に抑えることができるため、傷を防止するための低摩擦材のシートや軸内面の加工処理が不要となる。
また、出力フランジ上部と上部ベアリングにねじ孔が設けられ、旋回物は出力フランジに、ねじ止めにより連結されるため、減速機の中空固定軸連結部に旋回物を容易に着脱させることができる。そして、摩擦式締結具やキー等の特別な部材が不要であるため、製造コストの削減につながる。
さらに、中空固定軸の下部のオイルシールが不要のため、中空固定軸方向の長さを短くし、減速機のコンパクト化を実現できる。

本発明の実施形態である中空固定軸減速機の縦断面図。（ａ）はベースに本発明の減速機を取付けた上面図、（ｂ）は図２（ａ）を矢印Ａ方向から見た図。本発明の具体的実施形態の縦断面図。従来の中空出力軸減速機の縦断面図。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。但し、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。

まず、図１の中空固定軸減速機１０Ａ（以下、「減速機１０Ａ」と略称することがある。）について説明する。
この中空固定軸減速機１０Ａは三段式減速機であり、モータ出力軸１１は入力軸１２に連結されて、一段目ベベルピニオン１３から一段目ベベルギア１４へ、第１中間軸１５を介して二段目ヘリカルピニオン１６から二段目ヘリカルギア１７へ、さらに、第２中間軸１８を介して、三段目ピニオン１９から出力フランジ２０へと回転が伝えられる。
オイルシール３３は、アダプタ部３２の入力軸３１に配置されている。

出力フランジ２０は、下部ベアリング２４の外周側に取付けられ、ハウジング４０に固定された上部ベアリング４６に回転自在に支持されているため、固定中空軸２２を回転させる必要がない。従って、中空固定軸２２は、ボルト４２ａと４２ｂにより、ハウジング４０の下部に固定すればよい。これにより、中空軸の回転により発生する潤滑油漏れを根本的に防止することができるため、中空固定軸２２の下部のオイルシールは不要となる。また、潤滑油漏れ防止効果をより高めるために、中空固定軸２２の下部とハウジング４０の下部の間に、液状シール剤４４を塗布するとよい。液状シール剤の具体例としては、液体パッキンや液状ガスケット、シールボンド等がある。

このように、本発明の減速機１０Ａは、下部ベアリング２４の外周に出力フランジ２０が取付けられ、中空固定軸２２の下部のオイルシールがないため、その分、従来の減速機１０Ａよりも、中空固定軸２２方向の長さが短くなる。すなわち、ｈ＜ｈ’となり（図１、４参照）、減速機のコンパクト化を実現できる。

出力フランジ２０の上部と上部ベアリング４６の内輪には、旋回物を出力フランジ２０と上部ベアリング４６にねじ止めするためのねじ孔４８ａ、４８ｂが設けられている。ねじ孔４８ａ、４８ｂに取付用ボルトが挿入されることで、旋回物を減速機１０Ａに取付けることができる。旋回物を外す際も、ボルトを緩めるだけでよいため、従来のキー連結等に比べ、旋回物の着脱が容易である。

旋回物の着脱に用いられるボルトは、一般のボルトよりも強度が高いものを使用するのがよい。高強度のボルトを使用すれば、締付トルクが大きくなり、ボルトの軸力が増す。これにより、旋回物と出力フランジ２０の接触面の摩擦力が大きくなる。さらに、出力フランジ２０と上部ベアリング４６の径の大きさに比例して、ねじ孔４８ａ、４８ｂを大きくすれば、ボルトも高強度で大きいものを使用することができるため、旋回物と出力フランジ２０の接触面の摩擦力をより向上させることができる。旋回物へのトルクの容量は、下記の式で求められる。
トルク容量＝旋回物と出力フランジ２０の接触面の摩擦力×ボルトの半径
従って、ねじ孔４８ａ、４８ｂと螺合されるボルトの大きさを調整することで、各減速機に必要なトルク容量を得られるため、特別な締結装置等は不要である。

中空固定軸２２の上部には、シール部材５０が配設される。減速機１０Ａの稼働中は、出力フランジ２０は回転するが、中空固定軸２２自体は固定されている。従って、出力フランジ２０と中空固定軸２２の接触を避けるため、隙間が設けられているが、その隙間から粉塵が混入したり、減速機１０Ａ内部の潤滑油が漏れないようにする必要がある。そこで、出力フランジ２０と中空固定軸２２の隙間を封じるシール部材５０を設け、外部の粉塵の混入や減速機１０Ａからの潤滑油漏れを防止する。
シール部材としては、Ｖリングを用いるのが好適である。

図２（ａ）は、本発明の中空固定軸減速機１０Ａが、ベース６０に取付けられた場合の上面図で、（ｂ）は、（ａ）を矢印方向から見た図である。図２（ｂ）に示すように、減速機１０Ａのハウジング４０の側面は、互いに平行となっているため、ハウジング４０の側面をベース６０で挟んで、取付部材により固定することで、減速機１０Ａとベース６０を一体化することができる。従って、従来のように、ベースを取付けるために、ハウジングの下部に取付部材を設置することがないため、減速機１０Ａの軸方向の長さをさらに短くすることができる。

次に、図３を参照して、本発明の具体的実施形態を説明する。
本実施形態では、出力フランジ２０の上部にボルト７０ａ、７０ｂ、上部ベアリング４６の内輪側にボルト７０ｃを配設し、ボルト７０ａ、７０ｂ、７０ｃにより減速機１０Ｂに旋回物７２が連結される。図３の旋回物７２は、昇降装置を有する回転搬送機器のフレームである。旋回物７２として取付けられるのは、一般的には、回転搬送機器で、例えば、円盤状のターンテーブル、スポット溶接の駆動割出し部等である。

また、減速機１０Ｂは、出力フランジ２０とは別に出力ギア２１を設け、出力フランジ２０は、出力ギア２１に取付けられ、上部ベアリング４６に回転自在に支持されている。この場合でも、出力ギア２１に出力フランジ２０が取付けられているため、三段目ピニオン１９から出力ギア２１に伝えられた回転により、出力フランジ２０が回転する。

中空固定軸２２の内部の空洞には、電線やパイプ等の配管７４を通すことができる。本発明では、中空固定軸２２は回転せずに固定されているため、回転により、中空固定軸２２が配管７４を擦ることがなく、配管７４に傷がつかない。

なお、当然のことながら、本発明の減速機は具体的に図示した三段式に限定されない。

１０Ａ、１０Ｂ、１００：中空固定軸減速機
２０：出力フランジ
２１：出力ギア
２２：中空固定軸
２４：下部ベアリング
４０：ハウジング
４４：液状シール剤
４６：上部ベアリング
４８ａ、４８ｂ：螺子孔
５０：シール部材

Claims

ハウジング内に潤滑油が封入され、中空固定軸が垂直に配設された減速機において、
前記中空固定軸が、前記ハウジングの下部に固定され、該中空固定軸の外周には下部ベアリングが配設され、
前記下部ベアリングの外周側に取付けられた出力フランジが、前記ハウジングに固定された上部ベアリングに回転自在に支持され、
前記中空固定軸の上部に、前記出力フランジと中空固定軸の隙間を封じるシール部材が配設されていることを特徴とする、
中空固定軸減速機。
ハウジング内に潤滑油が封入され、中空固定軸が垂直に配設された減速機において、
前記中空固定軸が、前記ハウジングの下部に固定され、該中空固定軸の外周には下部ベアリングが配設され、
前記下部ベアリングの外周側に位置する出力ギアに取付けられた出力フランジが、前記ハウジングに固定された上部ベアリングに回転自在に支持され、
前記中空固定軸の上部に、前記出力フランジと中空固定軸の隙間を封じるシール部材が配設されていることを特徴とする、
中空固定軸減速機。
前記固定中空軸の下部とハウジングの下部の間に液状シール剤が塗布されている、請求項１又は２の中空固定軸減速機。
前記出力フランジの上部と前記上部ベアリングの内輪に、旋回物をねじ止めするためのねじ孔が設けられている、請求項１から３いずれかの中空固定軸減速機。