JP4836349B2

JP4836349B2 - ２段形ウォーム減速機のシリーズ

Info

Publication number: JP4836349B2
Application number: JP2001124704A
Authority: JP
Inventors: 拓哉廣瀬; 延行田中
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2001-04-23
Filing date: 2001-04-23
Publication date: 2011-12-14
Anticipated expiration: 2021-04-23
Also published as: JP2002323094A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、平行軸歯車機構による１段目減速部とウォーム歯車機構による２段目減速部とを備えた２段形ウォーム減速機のシリーズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
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、騒音が小さい、セルフロッキング性がある等の特徴を有するため、様々な分野で広く利用されている。
【０００３】
ウォーム歯車機構を用いた減速装置として、例えば図４に示されるようなウォームギヤドモータＧＭ１が従来知られている。このウォームギヤドモータＧＭ１は、モータＭ１とウォーム減速機Ｇ１とを一体化したものである。ウォーム減速機Ｇ１は、一体型のケーシング１３内にヘリカルピニオン２及びヘリカルギヤ４からなるヘリカルギヤセット（平行軸歯車機構）６と、ウォーム８及びウォームギヤ（ウォームホイール）１０からなるウォームギヤセット（ウォーム歯車機構）１２とを備える。
【０００４】
このウォームギヤドモータＧＭ１のように、１段目減速部としてヘリカルギヤセット６、２段目減速部としてウォームギヤセット１２を有するウォーム減速機Ｇ１を備えた２段形のウォームギヤドモータは、特に静音性の求められる分野において多く採用されている。
【０００５】
なお、この種の減速機或いはギヤドモータは、その容量や減速比に応じて複数の種類がシリーズとしてメーカーから用意されるのが一般的である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ウォーム歯車機構を有するこの種の減速機、あるいはギヤドモータにおいては、ウォームギヤに対するウォーム（ウォーム軸）の軸方向の寸法管理、或いは組み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る。
【０００７】
しかしながら、このウォーム歯車機構の前段に平行軸歯車機構の１段目減速部が存在する減速機にあっては、このウォーム歯車機構のウォーム軸に、当該平行軸歯車機構の（大径の)ギアが組み込まれることから、その組み付けが一層困難なものとなっていた。
【０００８】
又、需要者からの受注に応じて所定の容量及び減速比の減速機或いはギヤドモータを構成する場合に、あるいは、需要者からの要求に応じて、既にコンベア等の駆動装置として工場に設置してある減速機あるいはギヤドモータのモータ容量や減速比を変更する場合に、たとえウォーム歯車機構は同一であって平行軸歯車機構の方のみが異なる減速機とすればよい場合であっても、単一のケーシング内に平行軸歯車機構とウォーム歯車機構とを備えるために、ウォーム歯車機構ごと組み付け直さなければならないという問題もあった。
【０００９】
このことは、ただ単に組み付け直しが面倒であるというだけでなく、ウォーム歯車機構側の寸法管理や組み付け管理が厳しいことから、現場サイドで需要者が簡単に組み付け直しを行うことができないことも多く、そのため場合によってはメーカー側の熟練工が需要者の工場に出向いたり、あるいは一度メーカー側に減速機等を回収した上で改造し、再度据付直しをしなければならないこともあるということでもあった。
【００１０】
本発明は、このような従来の問題に着目し、こうした問題を簡単な構造で解消することをその課題としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、入力軸の回転を平行軸歯車機構によって減速する１段目減速部と、該１段目減速部の出力をウォーム軸の回転として受けると共に、ウォーム歯車機構によって更に減速し、前記入力軸と直交する出力軸から出力する２段目減速部と、をケーシング内に備えた２段形ウォーム減速機のシリーズにおいて、前記ケーシングを、前記１段目減速部が収容される第１ケーシングと、前記２段目減速部が収容される第２ケーシングとに分離・連結可能とし、前記ウォーム軸の前記第１ケーシング側の端部に前記平行軸歯車機構のギヤを装着すると共に、該ウォーム軸を支持する一対の軸受を前記第２ケーシング側に配置し、前記第１ケーシングを複数種類備えることにより、前記ウォーム軸を前記第２ケーシングに支持させたまま、少なくとも同一のウォーム歯車機構に対して異なる平行軸歯車機構を選択的に組み合わせ可能としたことにより、上記課題を解決したものである。
【００１２】
本発明においては、減速機のケーシングを、前記１段目減速部が収容される第１ケーシングと、前記２段目減速部が収容される第２ケーシングとに分割・連結可能に構成した。
【００１３】
２段形ウォーム減速機は、ウォーム歯車機構の効率の悪さ等の理由から、元々それほど大きなものは製造されていない。又、一般に平行軸歯車機構が一段構成の場合は、該平行軸歯車機構のピニオンがモータ軸側に、大ギヤの方がウォーム軸側にそれぞれ直接装着されるという事情もあって、従来、この種の減速機を敢えて第１、第２ケーシングに分割するという発想はなく、実際分割可能とされた減速機は、出願人が知り得る限り存在していない。
【００１４】
しかしながら、これを敢えて２つのケーシングに分割・連結可能とすると、組み付けに厳格な寸法管理、或いは熟練を要するウォーム歯車機構の組み付けと、これらを特に必要としない平行軸歯車機構の組み付けとを完全に分離することができるようになる。
【００１５】
この結果、例えば、組み付けの困難な（あるいは相応の設備を必要とする）ウォーム歯車機構側を予め工場で熟練工が組み付けておき、具体的な設計要求に応じて需要者を含む一般作業者による平行軸歯車機構側の組み付けや改造が容易にできるようになる。
【００１６】
需要者の現場サイドで、ウォーム歯車機構側を改変することなく（そのままとして）、厳しい寸法管理や熟練を要しない平行軸歯車機構側のみを変更できるという利点は、特に設置後のモータ容量変更、あるいは減速比の変更に需要者のみで柔軟に且つ容易に対応できるようになることを意味し、その意義は大きい。
【００１７】
更には、メーカー側がこれらの製品をシリーズ化する場合においても、各種容量や減速比の減速機、或いはギヤドモータを容易に、かつ安価に用意することができるようになる。本発明に係る２段形ウォーム減速機のシリーズは、第１ケーシング或いはモータを複数種類備え、同一のウォーム歯車機構に対して異なる平行軸歯車機構を選択的に組み合わせ可能としているため、容易に２段形ウォーム減速機或いはウォームギヤドモータのシリーズを構成できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明に係るシリーズの実施形態の一例にて採用されているウォームギヤドモータの断面図、図２は、図１の矢視II−II線に沿う断面図、図３は同ウォームギヤドモータの外形図である。
【００２０】
このウォームギヤドモータＧＭ２は、モータＭ２と２段形のウォーム減速機Ｇ２とが一体化されたものである。
【００２１】
モータＭ２は、汎用モータである。モータＭ２のケーシング１８は、本体ケーシング２０、リヤカバー２２、及びフロントカバー２４によって主に構成され、リヤカバー２２の後方には更にファンカバー２６が装着されている。
【００２２】
モータＭ２のモータ軸２８は、リヤカバー２２及びフロントカバー２４にそれぞれ組み込まれた一対の軸受３０、３２によって両持ち支持されている。モータ軸２８の先端部は軸受３２から片持ち状態で延在され、そのままウォーム減速機Ｇ２の入力軸３４として機能している。
【００２３】
ウォーム減速機Ｇ２は、平行軸歯車機構の１段目減速部４０と、ウォーム歯車機構の２段目減速部４２とで構成される。１段目減速部４０は、入力軸３４（モータ軸２８）、該入力軸３４に装着されたヘリカルピニオン（小歯車）４４、及び該ヘリカルピニオン４４と噛合するヘリカルギヤ（大歯車）４６を備える。ヘリカルギヤ４６は、２段目減速部４２のウォーム軸４８に直接装着されている。
【００２４】
２段目減速部４２は、このウォーム軸４８、該ウォーム軸４８に形成されたウォーム５０、該ウォーム５０と摺動噛合するウォームギヤ（ウォームホイール）５２、及び該ウォームギヤ５２の回転を取り出す出力軸５４を備える。
【００２５】
ウォーム軸４８と出力軸５４は（同一平面上にはないが）互いに直交している。又、入力軸３４（モータ軸２８）とウォーム軸４８は平行軸歯車機構の１段目減速部４０を介して連結されているため、互いに平行であり、結局、入力軸３４（モータ軸２８）と出力軸５４も互いに直交している。
【００２６】
ウォーム軸４８は、円錐ころ軸受８１、８２を装着した状態で図の右側から挿入され、止め輪８３によって軸方向に固定されている。なお、このウォーム軸４８の取付・調整には相応の設備が必要なことが多いため、現場サイドでの実施は難しく、従って一般的にはメーカーサイドの工場内で行われる。
【００２７】
このウォーム軸４８にはウォーム５０とウォームギヤ５２との摺動噛合によるスラスト力が発生する。そのため、ヘリカルピニオン４４とヘリカルギヤ４６との噛合によって発生するスラスト力がこれと逆方向に発生するように設定し、ウォーム歯車機構側のスラスト力をその分相殺させている。
【００２８】
ウォーム減速機Ｇ２のケーシング６０は、１段目減速部４０を収容する第１ケーシング６２と２段目減速部４２を収容する第２ケーシング６４とに分離可能とされている。
【００２９】
第１ケーシング６２は、本体円筒部６６及びその両サイドに一体的に形成された第１、第２フランジ部６８、７０からなる。
【００３０】
第１フランジ部６８には連結孔７２が形成されており、ボルト７４が本体円筒部６６の側から（即ち第１ケーシング６２側から）モータＭ２側にねじ込まれることによって、該モータＭ２側のフロントカバー２４と連結可能とされている。
【００３１】
又、第２フランジ部７０には、連結孔７６が形成されており、ボルト７８が本体円筒部６６の側から（即ち第１ケーシング６２側から）第２ケーシング６４側にねじ込まれることによって、該第２ケーシング６４と連結可能とされている。
【００３２】
第１ケーシング６２内に収容される１段目減速部４０は、そのヘリカルピニオン４４が、モータ軸２８でもある入力軸３４に直接装着され、又、ヘリカルギヤ４６もウォーム軸４８に直接装着されているため、結局、第１ケーシング６２は、具体的にはこれらの噛合スペース及びグリース（潤滑油）の充填スペースを確保する機能のみを有する。
【００３３】
これに対し、第２ケーシング６４は、全体がほぼ直方体とされ、前記一対の円錐ころ軸受８１、８２によって２段目減速部４２のウォーム軸４８を回転自在に支持すると共に、玉軸受８４、８６によって出力軸５４を回転自在に支持する機能を有する。
【００３４】
なお、第２ケーシング６４には、当該直交２段形減速機Ｇ２を図示せぬ相手機械に取り付けるための４つの取付孔８８〜９１が、出力軸５４と平行に、且つ該第２ケーシング６４を貫通する態様で形成されている。
【００３５】
より具体的には、このうち、ウォーム軸４８側の２つの取付孔８８、８９は、出力軸５４の軸心Ｏ２側から見て、ウォーム軸４８を支持している一対の軸受８１、８２の外周側位置（図１における軸受８１、８２の下方位置）に形成されている。更に、このうちヘリカルギヤ４６側の取付孔８８は、該ヘリカルギヤ４６の外周縁（図１におけるその最下端部に相当する外周縁）と干渉するのを回避するべく、その軸方向ウォームギヤ側（即ち図１における軸受８１の直下）に形成されている。一方、ウォームギヤ５２側の２つの取付孔９０、９１は、第２ケーシング６４の（出力軸５４の軸心Ｏ２から見て）第２ケーシング６４の最外周縁に形成されている。
【００３６】
又、図の符号９２〜９４はオイルシール、９５〜９７はグリース（潤滑油）挿入用の貫通孔である。
【００３７】
なお、本構成に係る２段形ウォーム減速機は、第１ケーシング或いはモータを複数種類備え、例えば同一のウォーム歯車機構に対して異なる平行軸歯車機構やモータを選択的に組み合わせ可能とすることにより、容易に２段形ウォーム減速機或いはウォームギヤドモータのシリーズを構成できる。
【００３８】
例えば、同一の第２フランジ部に対して、異なる本体円筒部あるいは第１フランジ部を有する第１ケーシングを複数種類用意し、これにアダプタの機能を持たせれば簡単にシリーズ化が可能となる。即ち、必ずしも第２ケーシング（ウォーム歯車機構）まで含めた数多くのバリエーションは持つ必要はない。
【００３９】
勿論、第２ケーシング自体についても、これを複数種類備え、それぞれのウォーム歯車機構に対して複数種類の平行軸歯車機構やモータを組み合わせ可能とするように構成することもできる。この場合、例えば、Ｍ種類の第２ケーシングとＮ種類の第１ケーシングを用意すると、減速機ケーシングの種類はＭ×Ｎとなり、バリエーションの幅が広がる。
【００４０】
又、モータに関しては、このようにして複数種類用意された第１ケーシングに連結可能な複数種類のフロントカバーをバリエーションとして用意すればよい。勿論、モータの容量によってはフロントカバーだけが異なるのではなく、該フロントカバーに合わせてモータ全体が異なる大きさとなっていてもよい。
【００４１】
次にこのギヤドモータＧＭ２の作用を説明する。
【００４２】
モータＭ２のモータ軸２８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４０の入力軸３４の回転となり、ヘリカルピニオン４４とヘリカルギヤ４６との噛合により第１段の減速が行われる。
【００４３】
ヘリカルギヤ４６の回転は、２段目減速部４２のウォーム軸４８に伝達され、ウォーム５０及びウォームギヤ５２の摺動噛合によって回転方向が９０°転換されると共に、所定の第２段の減速が行われる。ウォームギヤ５２の回転はそのまま出力軸５４を介して図示せぬ相手機械の入力軸へと伝達される。
【００４４】
ここで、この実施形態では、２段形ウォーム減速機Ｇ２のケーシング６０が第１、第２ケーシング６２、６４に分離されているため、例えば、組み付けの困難なウォーム歯車機構側のみを予め工場で熟練工が組み付けておくことができるようになる。即ち、従来は、ケーシングが単体であったため、平行軸歯車機構側の組み付けを含めて熟練工が最初から最後まで組み付け作業を行う必要があった。
【００４５】
しかしながら、本実施形態ではケーシング６０が第１、第２ケーシング６２、６４に分割できることから、熟練工は第１ケーシング６２側のみを組み付けるだけで済むようになり、あとは具体的な需要者の要求に応じて一般作業者が平行軸歯車機構側の組み付けや改造を行うことができる。従って、人材を効率的に活かすことができ、結果としてコストを低減でき、また納期も短縮できる。
【００４６】
又、需要者の現場サイドで、ウォーム歯車機構側を改変することなく（そのままとして）、厳しい寸法管理や熟練を要しない平行軸歯車機構側のみを変更することによって、モータ容量変更、あるいは減速比の変更に柔軟に対応できるようにもなる。
【００４７】
更には、メーカー側がこれらの製品をシリーズ化する場合においても、人材の適正な配置により、各種容量や減速比の減速機、或いはギヤドモータを容易に、かつ安価に且つ短期に用意することができるようになる。
【００４８】
又、この実施形態においては、分割した第１ケーシング６２と第２ケーシング６４との連結が第１ケーシング６２側からボルト７８をねじ込むことによって行うように設計されており、且つ、相手機械に取り付けるための取付孔８８〜９１が全て第２ケーシング６４側に形成されているため、例えば工場において相手機械に現に据え付けられているウォームギヤドモータＧＭ２のうち、ウォーム歯車機構（２段目減速部４２）を収容している第２ケーシング６４のみを残したまま、即ち相手機械側に取り付けた状態のまま、モータＭ２及び第１ケーシング６２側を取り外すことができる。従って、現場において例えば１段目減速部４０の歯車交換（減速比変更）やメンテナンスを簡便に行うというような使い方もできる。
【００４９】
しかも、この実施形態においては、第１ケーシング６２とモータＭ２との連結も第１ケーシング側から行えるようになっているため、同一の第１ケーシング６２に対して取り合い寸法が同一とされた複数種類のモータを用意しておくことにより、相手機械側に第１、第２ケーシング６２、６４を残した状態で、モータＭ２のみを交換することも可能である。
【００５０】
更に、この実施形態においては、このように減速機Ｇ２のケーシング６０が第１ケーシング６２と第２ケーシング６４とに分割・連結可能とされているため、さまざまなバリエーションのシリーズを構成する場合に、第１ケーシング６２にいわゆる「アダプタ」の機能を持たせることができる。そのため豊富なバリエーションのウォーム減速機あるいはウォームギヤドモータのシリーズを極めて低コストで構築することができる。
【００５１】
なお、この実施形態においては、当該２段形ウォーム減速機Ｇ２（ギヤドモータＧＭ２）を相手機械に取り付けるための４つの取付孔８８〜９１のうち、特にウォーム軸４８側の取付孔８８、８９を、出力軸５４の軸心Ｏ２から見てウォーム軸４８を回転自在に支持している一対の軸受８１、８２の外周側位置に配置するようにしている。
【００５２】
そのため、特に取付孔８８とヘリカルギヤ４６との位置的干渉を合理的に避けることができ、ケーシング６０の寸法（長さ及び厚さ）や重量をほとんど増大させずに済むため、コンパクト化、軽量化が実現できる。
【００５３】
又、この軸受８１、８２の近傍部分においてウォーム減速機Ｇ２（或いはウォームギヤドモータＧＭ２）が「相手機械と一体化」されることにより、相手機械の質量、あるいは強度を借りる態様を形成できる。そのため、該軸受８１、８２の近傍のケーシング６０の強度及び剛性を高めることができるようになり、ウォーム軸４８を極めて安定した状態で回転支持することができる。
【００５４】
これらの作用は、本実施形態において、例えば相手側機械に第２ケーシング６４のみを残すというような使い方をするときに、該第２ケーシング６４を相手機械側に強固に据え付けておけるため、特に有効である。
【００５５】
更に、この実施形態では平行軸歯車機構にヘリカル歯車を採用するようにしているため、このヘリカル歯車によって発生するスラスト力を、ウォーム歯車機構において発生するスラスト力を相殺するように働かせることができ、軸受８１、８２の負担をその分軽減できる。
【００５６】
なお、上記実施形態においては１段目減速部４０の入力軸３４はモータ軸２８をそのまま兼用するようにしていたが、本発明においてはこれを別途独立して設けるようにしてもよい。
【００５７】
更には、上記実施形態では平行軸歯車機構を構成する歯車としてヘリカル歯車が採用されていたが、一般的な平歯車で構成するようにしてもよい。
【００５８】
【発明の効果】
本発明によれば、寸法精度に厳しい要求があり組み付けに熟練が必要なウォーム歯車機構と、特別な技能を持たない作業者でも容易に組み付けることもできる平行軸歯車機構とを、分割可能な別々のケーシングに収容するようにしたため、合理的な人材配置、あるいは在庫分配を行うことができるようになり、製造コストを低減できると共に、製品の納期を短縮することができるようになる。
【００５９】
また、分割した一方のケーシング（第１ケーシング）に「アダプタ」の機能持たせることができるようになるため、ウォーム減速機あるいはウォームギヤドモータのシリーズを容易に且つ低コストに構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るウォームギヤドモータの実施形態を示す断面図
【図２】図１の矢視II−II線に沿う断面図
【図３】上記ウォームギヤドモータの外形を示す正面図及び側面図
【図４】従来の平行軸歯車機構とウォーム歯車機構とを備えた２段形ウォームギヤドモータの全体概略構造を示す斜視図
【符号の説明】
Ｍ２…モータ
Ｇ２…２段形ウォーム減速機
ＧＭ２…ウォームギヤドモータ
２８…モータ軸
３４…入力軸
４０…１段目減速部
４２…２段目減速部
４４…ヘリカルピニオン
４６…ヘリカルギヤ
４８…ウォーム軸
５０…ウォーム
５２…ウォームギヤ（ウォームホイール）
５４…出力軸
６０…ケーシング
６２…第１ケーシング
６４…第２ケーシング
６６…本体円筒部
６８…第１フランジ部
７０…第２フランジ部
８１、８２…円錐ころ軸受
８４、８６…玉軸受
８８〜９１…取付孔
Ｏ２…出力軸の軸心

Claims

入力軸の回転を平行軸歯車機構によって減速する１段目減速部と、該１段目減速部の出力をウォーム軸の回転として受けると共に、ウォーム歯車機構によって更に減速し、前記入力軸と直交する出力軸から出力する２段目減速部と、をケーシング内に備えた２段形ウォーム減速機のシリーズにおいて、
前記ケーシングを、前記１段目減速部が収容される第１ケーシングと、前記２段目減速部が収容される第２ケーシングとに分離・連結可能とし、
前記ウォーム軸の前記第１ケーシング側の端部に前記平行軸歯車機構のギヤを装着すると共に、
該ウォーム軸を支持する一対の軸受を前記第２ケーシング側に配置し、
前記第１ケーシングを複数種類備えることにより、
前記ウォーム軸を前記第２ケーシングに支持させたまま、少なくとも同一のウォーム歯車機構に対して異なる平行軸歯車機構を選択的に組み合わせ可能としたことを特徴とする２段形ウォーム減速機のシリーズ。
請求項１において、
前記第１ケーシングと前記第２ケーシングとを、該第１ケーシング側から第２ケーシング側に向けてねじ込むボルトによって分離・連結可能とした
ことを特徴とする２段形ウォーム減速機のシリーズ。