JP5198350B2 - 平行軸中空出力軸減速機 - Google Patents

Description

本発明は、モータからの入力軸から出力軸までがすべて平行に配置され、且つ、出力軸が中空である減速機に関し、特に、コンベアを駆動するために使用され、コンベア駆動用スプロケットの内側、すなわち、コンベアの下部に収納可能な、平行軸中空出力軸減速機に関する。

コンベアの駆動は、搬送物を載置して搬送するベルト等（以下、単に「ベルト」とする。）を挟んで設置されたスプロケットを駆動することによって行われることが多い。従来、モータ、減速機、カップリング、駆動用チェーン、ベルト、設置ベース等を、スプロケットの外側に設け、コンベアのフレーム構造の外部から駆動する方法が採られてきた。
このように、駆動手段一式がコンベアの外部に設置され、突出した形となると、相当なスペースを専有することになる上、作業の邪魔になるという問題があった。そのため、省スペース化への要求が高まっていた。

このようなニーズに応えるため、出力軸が中空であるタイプのモータ付減速機を、直接、駆動軸に取付けることにより、省スペースを図ることも一般的になってきている。
例えば、出願人が従来実施してきた技術として、ウォームギア、ハイポイドギアを用いた直交軸中空出力軸減速機を、スプロケット外部の駆動軸に取付ける方法がある（図４，５参照）。
しかし、この従来技術においては、モータとスプロケット又はピローブロックが干渉し合うという問題があった。また、ウォームギアを用いた場合、起動時の動作や運転効率に問題がある上、最終段歯車の径方向且つ出力軸と直交する方向に、入力軸、すなわち、入力側のウォームギア又はハイポイドギアが設けられる形となるため、高減速比を達成するには、出力軸方向及びこれと直交する方向の両方向に向けて、モータケースの寸法が大きくなるという問題もあった。

直交軸減速機のこのような問題点を克服するものとして、３段の平行軸歯車列を、モータピニオン軸より飛び出さない方向に配列し、軸方向に薄型化を図ったギヤードモータがある（特許文献１参照）。
また、減速機のケーシングを、出力軸側から入力軸側に向かって拡開するように構成し、出力軸側の小型化を図った平行軸出力減速機がある（特許文献２参照）。

特開２００１−１７８０７７ 特開２００８−９５７０５

しかし、上記いずれの発明も、減速機をコンベアのフレーム構造の外部に設置するという従来の前提を打ち破るものではない。
すなわち、特許文献１の発明は、減速機を軸方向に薄型化し、また、機器との連結部を、ケーシングに設けられた入力軸側と出力軸側の段差部に納めることにより、省スペース化を図るものに過ぎない（特許文献１の図１参照）。
また、特許文献２の発明は、搬送物と減速機が互いに干渉したり、ぶつかったりすることがないようにするため、減速機は、ベルト面の上方やコンベア終端付近のアール面の半径方向外側に飛び出さないように取付けられなければならないとの観点から、上記のような、出力軸側から入力軸側に向かって拡開する構成を採っている。これにより、出力軸からベルト上面までの距離を短くすることができるから、コンベア等に設置したときの納まりがよく、全体のコンパクト化が図られる、というものである（特許文献２の図５参照）。

これに対し、本発明は、減速機をコンベアのフレーム構造の外部に取付けるという前提自体を打破し、減速機を、コンベアのフレーム構造内部、すなわち、ベルトの両側に設けられたスプロケットの内側で、且つ、コンベア下部に完全に収納できるようにすることを目的とする。

本発明は、ハウジング内に少なくとも３段の歯車機構からなる平行軸歯車減速機構と中空出力軸を具えた減速機部と、前記平行軸歯車減速機構を駆動する入力軸を有するモータからなり、一対のコンベア駆動用スプロケットに連結されている平行軸中空出力軸減速機において、
前記歯車機構はそれぞれ、軸と該軸上に形成されたピニオン及び該ピニオンと噛合するギアを有し、
この内少なくとも２組のピニオン及びギアは、前記入力軸から離間する方向に配列され、
前記少なくとも２組のピニオン及びギアを除く少なくとも１組のピニオン及びギアは、前記少なくとも２組のピニオン及びギアに対し、ちどり配置とされ、
前記入力軸の中心線と中空出力軸の中心線で定められる前記ハウジングの中心横断面と直交する方向の前記ハウジングの高さ方向寸法は、前記中空出力軸側が最大で、前記コンベア駆動用スプロケットの直径より小さく、
前記モータの直径は、前記ハウジングの高さ方向寸法より小さく、
前記モータとハウジングがＬ字型をなし、
前記平行軸中空出力軸減速機が前記コンベアのフレーム構造内部に設置されていることを特徴とする平行軸中空出力軸減速機によって、上記課題を解決した。

本発明によれば、減速機を、出力軸が延びる軸方向に薄型化することができる上、スプロケットの径方向（垂直方向）に対しても小型化することができる。そして、減速機の高さ方向寸法がスプロケット直径内に納まるため、減速機のケース幅を考慮することなくチェーンを張ることができ、コンベアカバーも小さくすることができることから、コンベア全体について、省スペース化を達成することができる。
さらに、減速機部とモータ部がＬ字型を形成するため、ピローブロック等と干渉することなく、本発明の平行軸中空出力軸減速機をスプロケットの内側に取付けることが可能となり、減速機を、完全に、コンベアのフレーム構造内部に収納することができる。

本発明の平行軸中空出力軸減速機の減速機部を横断面で示した上面図。 本発明の平行軸中空出力軸減速機をスプロケットの内側に取付けた状態の上面図で、ベルトを透視して見た図。 本発明の平行軸中空出力軸減速機をスプロケットの内側に取付けた状態の側面図で、スプロケットを透視して見た図。 従来技術による直交軸中空出力軸減速機の正面図。 従来技術による直交軸中空出力軸減速機をスプロケットの外側に取付けた状態の上面図。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、以下では、便宜上、４段の平行軸歯車減速機構を有する平行軸中空出力軸減速機について説明するが、本発明の実施形態はこれに限定されるものではない。

図１は、本発明の平行軸中空出力軸減速機ＧＭの減速機部を横断面で示した上面図である。
平行軸中空出力軸減速機ＧＭは、減速機部ＧとモータＭからなる。モータＭからの入力軸１０は、その先端に、入力ピニオン１２を有する。

減速機部Ｇは、４段の平行軸歯車減速機構を具える。第１歯車機構Ｈ１は、入力軸１０、同軸上に設けられた入力ピニオン１２、及び第１中間軸２０上に設けられ入力ピニオン１２と噛合する第１ギア１４、第２歯車機構Ｈ２は、第１中間軸２０、同軸上に設けられた第２ピニオン２２、及び第２中間軸３０上に設けられ第２ピニオン２２と噛合する第２ギア２４、第３歯車機構Ｈ３は、第２中間軸３０、同軸上に設けられた第３ピニオン３２、及び第３中間軸４０上に設けられ第３ピニオン３２と噛合する第３ギア３４、第４歯車機構Ｈ４は、第３中間軸４０、同軸上に設けられた第４ピニオン４２、及び出力軸５０上に設けられ第４ピニオン４２と噛合する第４ギア４４により、それぞれ形成されている。

これらの４段からなる平行軸歯車減速機構は、第１〜第３歯車機構については、入力ピニオン１２を起点として、そこから離間していく積重ね配列となっている。
すなわち、第１ギア１４と同軸上に設けられた第２ピニオン２２は、第１ギア１４のモータ対向面と反対の側に形成され、モータＭとの間に第１ギア１４を挟むような構成となっている。
また、この第２ピニオン２２と噛合する第２ギア２４と同軸上に設けられた第３ピニオン３２も、同様に、第２ギア２４の反モータ側に形成され、モータＭから離間する方向に設けられている。

これに対し、第４歯車機構Ｈ４は、第１〜第３歯車機構に対し、ちどり（千鳥）配置とされ、前記第１〜第３歯車機構とは逆に、モータ側に戻る構成となっている。
すなわち、第３ギア３４と同軸上に設けられた第４ピニオン４２は、第３ギア３４に対してモータ側に形成されており、これと第４ギア４４が噛合し、出力軸５０が駆動されるようになっている。
このような構成を採ることにより、出力軸の軸方向の薄型化を図ることができるから、減速機をスプロケットの内側に収納することが可能となる。
なお、ちどり配置とする歯車機構は、必ずしも、最終段に限られるわけではなく、中間でもよい。

また、図２，３に示すように、出力軸５０上に形成された第４ギア４４の直径は、スプロケットＳの直径より小さく、さらに、モータＭの直径は、ハウジング６０の第４ギア４４側における高さ方向、すなわち、入力軸１０の中心線と出力軸５０の中心線で定められるハウジング６０の中心横断面と直交する方向の寸法Ａよりも小さく形成されている。すなわち、本発明の平行軸中空出力軸減速機は、出力軸５０側のハウジング寸法Ａが最大となるように形成されており、このハウジング寸法Ａが、スプロケットＳの直径より小さい構成となっている。
これにより、減速機全体を、スプロケットの垂直方向の直径内に納めることができるから、チェーンの張り方もコンパクトにすることができ、また、コンベアカバーを使用する場合にはこれも小さくすることができるため、コンベア全体について、省スペースを図ることが可能となる。

そして、図１，２に示すとおり、出力軸５０の取付け側を手前として平行軸中空出力軸減速機を上部から見たとき、モータ部Ｍと減速機部ＧがＬ字型を形成することになるから、図２の鎖線部分に、スペースを確保することができる。
従って、モータＭの軸方向の長さを、減速機全体が一対のスプロケットＳ，Ｓ´間に納まるように形成すれば、モータＭ側にあるピローブロックＰ´、スプロケットＳ´、チェーンＣ´等と干渉することなく、平行軸中空出力軸減速機を一対のスプロケットの内側に取付けることが可能となる。

また、図３に示すように、本発明の平行軸中空出力軸減速機においては、第２〜４の歯車機構の軸（第２中間軸３０、第３中間軸４０、出力軸５０）の中心が、ハウジングの中心横断面上に位置するように形成されている。このような構成を採ることにより、ハウジングの高さ方向寸法Ａを小さくすることができる上、入力軸から出力軸間の距離Ｌを長くすることができるため、モータを出力軸から遠くに位置させることができ、図２の鎖線部分のスペースを適宜増大させることができる。
なお、図示は省略するが、上記の目的を達成するためには、出力軸５０と隣り合う第３中間軸４０だけがハウジングの中心横断面上に位置するように形成してもよく、また、第１歯車機構の軸１０までを含めて、すべての軸を、その中心が、ハウジングの中心横断面上に位置するように形成してもよい。また、３段の平行軸歯車減速機構を具える減速機の場合も、出力軸と隣り合う第２中間軸だけがハウジングの中心横断面上に位置するように形成してもよく、また、すべての軸の中心が、ハウジングの中心横断面上に位置するように形成してもよい。

さらに、本発明の平行軸中空出力軸減速機においては、減速機部Ｇのハウジング６０のモータ側端部に、トルクアームＴＡへの取付孔７０が設けられている（図１，２参照）。この構成により、図４に示す従来例のように、トルクアームＴＡが設けられている場合と異なり、減速機を、コンベアのフレーム構造内部に納めることを可能にしている。

本発明の平行軸中空出力軸減速機は、ベルトコンベアに限らず、種々のコンベアに取付けて使用することができる。
そして、本発明によれば、減速機を、出力軸の軸方向に薄型化することができる上、スプロケットの径方向に対しても小型化することができる。
また、減速機のハウジングの最終ギア側の高さ方向寸法がスプロケット直径内に納まるため、減速機のケース幅を考慮することなくチェーンを張ることができ、コンベアカバーも小さくすることができることから、コンベア全体について省スペース化を達成することができる。
また、減速機部とモータ部がＬ字型を形成するため、ピローブロック等と干渉することなく、本発明の平行軸中空出力軸減速機をスプロケット内部に取付けることが可能となり、減速機を、完全に、コンベアのフレーム構造内部に納めることが可能になる。
さらに、トルクアーム取付孔をハウジングのモータ側端部に設けることにより、減速機を、コンベアのフレーム構造内部に納めることを可能にしている。

ＧＭ：平行軸中空出力軸減速機
Ｇ：減速機部
Ｍ：モータ
Ｈ１：第１歯車機構
Ｈ２：第２歯車機構
Ｈ３：第３歯車機構
Ｈ４：第４歯車機構
１０：入力軸
５０：出力軸
６０：ハウジング
７０：トルクアーム取付孔
ＴＡ：トルクアーム

Claims (3)

1. ハウジング内に少なくとも３段の歯車機構からなる平行軸歯車減速機構と中空出力軸を具えた減速機部と、前記平行軸歯車減速機構を駆動する入力軸を有するモータからなり、一対のコンベア駆動用スプロケットに連結されている平行軸中空出力軸減速機において、
   前記歯車機構はそれぞれ、軸と該軸上に形成されたピニオン及び該ピニオンと噛合するギアを有し、
   この内少なくとも２組のピニオン及びギアは、前記入力軸から離間する方向に配列され、
   前記少なくとも２組のピニオン及びギアを除く少なくとも１組のピニオン及びギアは、前記少なくとも２組のピニオン及びギアに対し、ちどり配置とされ、
   前記入力軸の中心線と中空出力軸の中心線で定められる前記ハウジングの中心横断面と直交する方向の前記ハウジングの高さ方向寸法は、前記中空出力軸側が最大で、前記コンベア駆動用スプロケットの直径より小さく、
   前記モータの直径は、前記ハウジングの高さ方向寸法より小さく、
   前記モータとハウジングがＬ字型をなし、
   前記平行軸中空出力軸減速機が前記コンベアのフレーム構造内部に設置されていることを特徴とする、
   平行軸中空出力軸減速機。
2. 前記複数の歯車機構を形成する軸の内、少なくとも前記中空出力軸と隣り合う軸の中心線が、前記ハウジングの中心横断面上に配置されている、請求項１の平行軸中空出力軸減速機。
3. 前記ハウジングのモータ側端部に、トルクアーム取付孔が設けられている、請求項１又は２の平行軸中空出力軸減速機。

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