JP5795171B2

JP5795171B2 - 減速装置、及びそのシリーズ

Info

Publication number: JP5795171B2
Application number: JP2011047778A
Authority: JP
Inventors: 守尾関
Original assignee: Tsubaki E&M Co
Current assignee: Tsubakimoto Chain Co
Priority date: 2011-03-04
Filing date: 2011-03-04
Publication date: 2015-10-14
Anticipated expiration: 2031-03-04
Also published as: CN102654174B; JP2012184799A; CN102654174A

Description

本発明は、モータからの動力を減速して出力する減速装置に関し、特に、モータからの動力が、傘歯車機構、円筒歯車機構、及びウォームギア機構を経て出力される減速装置（以下、単に「減速装置」ということがある。）、及びそのシリーズに関する。

あらゆる機械製品においてコンパクト化が要求されており、それは減速装置においても例外ではない。また、コンパクトであるだけでなく、一つの減速装置で広いレンジの減速比が要求されている。さらに、省エネ、省電力の要請から、動力伝達効率のよいものが必要とされている。
そこで、複数の減速機ユニットを組合わせ、一つの減速装置で広いレンジの減速比を実現することができる減速装置及びそのシリーズが開発されている。中でも、ウォームギア機構は静粛性に優れているため、ウォームギア機構を利用した減速装置は数多く提案されている。その一例として、以下に挙げるものがある。

特開２００３−２７８８４６号公報特開２００６−２００６０５号公報

特許文献１には、減速機とモータの組合せ・選択を容易化し、使用用途に柔軟に対応した合理的な使用が可能なギアドモータ用の減速装置、ギアドモータ及びそのシリーズが開示されている。この減速装置は、モータと連結される入力軸が直交軸型減速機に連結され、直交軸型減速機の出力軸が平行軸型減速機に連結され、平行軸型減速機の出力軸が最終出力軸であり、外部装置と連結される。直交軸型減速機の一つとして、ウォームギア機構が挙げられているが、この構成では、高減速比を得るためにウォームギア機構を大きくしなければならず、減速装置のコンパクトなサイズを維持することができない。さらに、ウォームギア機構の減速比を高めた場合、そのギア特性から動力伝達効率が悪くなるため、モータの容量を大きくする必要があり、省エネ、省電力の要請に応えることができない。また、大きな減速比を得るため、モータと直交軸型減速機の間に、もう一つの平行軸型減速機を介在させることが提案されているが、この構成では尚更コンパクト化が図れない。
特許文献２には、一般作業者による減速ユニット連結作業が可能で、減速ユニットの組合せにより幅広い減速比を実現した減速装置が開示されている。この減速装置は、モータと連結される入力軸が、多段ヘリカルギアユニットと連結され、多段ヘリカルギアユニットの出力軸が、ウォームギアユニットと連結され、ウォームギアユニットの中空軸が外部装置と連結される。この構成によると、動力伝達効率のよい、高い減速比を実現した減速装置を提供できる。しかし、装置の長さが長くなり、コンパクト性に欠けるという問題がある。

そこで、本発明は前述した問題に鑑み、従来のものに比べ、コンパクトで、減速比のレンジが広く、動力伝達効率のよい、ウォームギア機構を有する減速装置を提供することをその目的とする。

本発明は、モータと、該モータに連結される傘歯車機構及び該傘歯車機構に連結される中空出力軸を有する円筒歯車機構を具える第一減速ユニットと、ウォーム軸が突出したウォームギア機構を有する第二減速ユニットを具え、
前記第一減速ユニットと第二減速ユニットを接続する接続アダプターを具え、
前記第一減速ユニットと第二減速ユニットが、前記接続アダプターとそれぞれインロー結合され、前記中空出力軸に前記ウォーム軸が挿入されることにより連結され、
前記第二減速ユニットと接続アダプターを締結する複数のボルトの間隔が等しく、前記複数のボルトの中心が同一の円上に配設され、前記ウォーム軸及び中空出力軸の中心が前記円の中心と同位置にあり、
前記モータから最終出力軸までの動力伝達経路が、前記最終出力軸の軸方向から見てＵ字状をなしていることを特徴とする減速装置によって前記課題を解決した。

また、円筒歯車機構が複数段で構成されていてもよい。

なお、複数の減速比を有する第一減速ユニットのグループと、複数の減速比を有する第二減速ユニットのグループが組合せ可能である、減速装置のシリーズとすることもできる。

本発明によれば、減速装置は、第一減速ユニットに傘歯車機構からなる直交軸型減速機及び第二減速ユニットにウォームギア機構からなる直交軸型減速機を有するため、モータからの動力は２度直交し伝達されることになる。この構成によれば、モータから最終出力軸までの動力伝達経路が最終出力軸の軸方向から見てＵ字状になるため、従来の一般的なＬ字状の動力伝達経路を有する減速装置に比べて、減速装置全体のサイズをコンパクトにすることができる。このため、今まで設置不可能であったようなスペースにも設置することができるようになる。また、第一減速ユニットに傘歯車機構、平行歯車機構の２種の減速機構を、そして、第二減速ユニットにウォームギア機構を有しているため、幅広いレンジの減速比を有する減速ユニットを容易に製造することができる。

また、円筒歯車機構を多段にすれば、広い範囲の減速比を有する減速装置を製造することができる。また、円筒歯車機構を多段にして減速比を大きくすれば、ウォームギア機構の減速比を上げずに済むため、コンパクト化、省エネ、省電力化に寄与することとなる。

また、第一減速ユニットと第二減速ユニットを接続する接続アダプターを具えるため、それぞれの減速ユニットに合った接続アダプターを選択することで両減速ユニットを連結できるようになる。すなわち、ボルトの配置間隔が異なる減速ユニットであっても、接続アダプターを介在させることによって連結可能になるため、両減速ユニットの組合せのバリエーションを増やすことができる。また、接続アダプターと両減速ユニットがインロー結合するため、同芯度が確保され、分離・連結作業が簡便に行える。

また、第二減速ユニットと接続アダプターとの連結を固定する複数のボルトの間隔が等しく、ウォーム軸及び中空出力軸の中心が複数のボルトの中心を結ぶ円の中心と同位置であるため、第一減速ユニットを第二減速ユニットに角度を変えて取付けることができる。すなわち、減速装置周辺の障害物を、追加加工や、部品を新たに製造することなく、容易に回避することができる。

さらに、様々な減速比を有する第一減速ユニット及び第二減速ユニットをシリーズ化しておけば、組合せ次第であらゆる仕様要求に応じた減速装置を迅速に提供することができ、また、使用環境に応じて、第一減速ユニット又は第二減速ユニットを取替えることにより、後発的に減速比を変更することができる。

本発明の参考例の一部を断面にした正面図。本発明の参考例の概略図。本発明の第一実施形態の一部を断面にした正面図。本発明の第一実施形態の概略図。本発明の第二実施形態の概略図。（ａ）は、図１の６−６線矢視断面図。（ｂ），（ｃ）は、接続アダプターを設けた場合の同位置の断面図。第一減速ユニットを第二減速ユニットに角度を変えて取付けた場合の側面図。

以下、本発明の実施形態を図１〜７を参照して説明する。但し、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。

図１は、本発明の参考例の減速装置１０の一部を断面にした正面図である。減速装置１０は、モータＭと、モータＭに連結される第一減速ユニット２０、そして第二減速ユニット３０を具える。第一減速ユニット２０は、傘歯車機構であるハイポイドギア機構２２及び円筒歯車機構であるヘリカルギア機構２４を有し、第二減速ユニット３０は、ウォームギア機構３２を有する。ところで、モータＭの動力はハイポイド入力ギア２２ａに伝えられ、ハイポイド出力ギア２２ｂに減速されて伝えられる。次にその動力は、ハイポイド出力ギア２２ｂの軸上に設けられたヘリカル入力ギア２４ａからヘリカル出力ギア２４ｂ及びその軸である中空出力軸２６に減速されて伝えられる。そしてその動力は、中空出力軸２６と連結されているウォーム軸３２ａを通じてウォーム入力ギア３２ｂからウォーム出力ギア３２ｃに減速されて伝えられる。このウォーム出力ギア３２ｃの軸が最終出力軸３４となる。図１では、最終出力軸３４は中空であるが、中実であってもよい。このとき、図２の矢印が示すように、モータＭから最終出力軸３４までの動力伝達経路が最終出力軸３４の軸方向から見てＵ字状となるため、減速装置１０の全体のサイズを従来の一般的なＬ字状の動力伝達経路を有する減速装置よりコンパクトにすることができる。また、図１に示すように、ウォーム軸３２ａを中空出力軸２６に挿入することにより両減速ユニットを連結でき、さらに、両減速ユニットにインロー結合部５２が形成され、ウォーム軸３２ａと中空出力軸２６との同芯度が確保されているため、分離・連結作業を容易に行うことができる。なお、ウォーム軸３２ａと中空出力軸２６はキー締結されており、両減速ユニットは連結された後、複数のボルト１２によって締結される。

次に、図３は、第一減速ユニット２０と第二減速ユニット３０との間に接続アダプター４０を具える本発明の第一実施形態の減速装置１０ａの一部を断面にした正面図である。モータＭからの動力伝達経路は、参考例と同様であるため説明を省略する。第一減速ユニット２０と接続アダプター４０との間にはインロー結合部５２が、そして接続アダプター４０と第二減速ユニット３０との間にはインロー結合部５４が形成されており、ウォーム軸３２ａと中空出力軸２６との同芯度が確保されている。なお、第一減速ユニット２０と接続アダプター４０とはボルト１２で、接続アダプター４０と第二減速ユニット３０とはボルト４２で締結されている。このため、参考例と同様に、分離・連結作業を容易に行うことができる。

ここで、両減速ユニットの連結構造について説明する。図２、４は、本発明の参考例及び第一実施形態の構成の概略図である。図２に示すように、本発明の参考例では、第一減速ユニット２０と第二減速ユニット３０は、分離・連結部５０を境に着脱可能である。この構成によれば、複数の減速比を有する減速ユニットをシリーズ化することができ、また、第一減速ユニット２０又は第二減速ユニット３０のいずれかを交換することにより、使用環境に応じた減速比を後発的に実現できるようになる。次に、図４に示すように、本発明の第一実施形態では、第一減速ユニット２０と接続アダプター４０とは分離・連結部５０を、そして、接続アダプター４０と第二減速ユニット３０とは分離・連結部５１を境に着脱可能である。この構成によれば、第一減速ユニット２０と第二減速ユニット３０との連結を固定するボルトの配置間隔が異なる場合でも、接続アダプター４０を介在させることにより両減速ユニットを連結することが可能となる。すなわち、減速ユニットに合った接続アダプター４０を選択することにより、取付けられる減速ユニットの種類が増えることとなる。

ところで、本発明の参考例及び第一実施形態の構成、すなわち、図２、４に示す、一組のハイポイドギア機構２２、ヘリカルギア機構２４、ウォームギア機構３２の組合せによれば、１／２５〜１／３６００の、一つの減速装置としては広いレンジの減速比を有する減速装置のシリーズを製造可能である。さらに、図５のように、円筒歯車機構であるヘリカルギア機構２４を２段構成にすることにより、１／１２０００までの減速比を有する減速装置のシリーズを製造することができる。特に、減速比の大きい減速装置を製造するとき、円筒歯車機構を多段にすれば、一組の円筒歯車機構を有する構成に比べ、ウォーム歯車機構の減速比を大きくする必要がなくなるため、ウォーム歯車機構の減速比を大きくすることに伴うウォーム歯車機構のサイズアップ、動力伝達効率の悪化を回避することができる。

次に、両減速ユニット間及び、各減速ユニットと接続アダプター間の連結を固定するボルトの配置間隔について説明する。図６の（ａ）は図１の６−６線矢視断面図である。さらに、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ複数のボルトの配置間隔の異なる、接続アダプターを設けた場合の、同じ位置からの矢視断面図である。（ａ）、（ｂ）に示すように、複数のボルト１２の配置間隔は等しく、ウォーム軸３２ａの中心はボルトの中心を結ぶ円Ｃの中心と同位置にする、また、（ｃ）に示すように、複数のボルト４２の中心が同一の円周上にあるように、配置間隔を等しくすることにより、図７に示すように、第１減速ユニット２０を第二減速ユニット３０に対して角度を変えて連結することができるようになり、例えば、干渉物を避けたい場合に、追加加工や部品を新たに製造することなく対応することができる。

以上、説明したように、本発明によれば、傘歯車機構及び傘歯車機構に連結される中空出力軸を有する円筒歯車機構を具える第一減速ユニットと、ウォーム軸が突出したウォームギア機構を有する第二減速ユニットを具えることにより、従来よりコンパクトで、広い減速比の範囲を有する減速装置を提供することができる。また、中空出力軸にウォーム軸が挿入されることにより、両減速ユニットが連結されるとともに、両減速ユニットが接続アダプターとそれぞれインロー結合されるため、分離・連結作業を一般作業者が容易に行うことができる。このため、販売者側には、広範囲の減速比を有する各減速ユニットをシリーズ化して販売することができるという利点が、また、使用者側には、各減速ユニットを交換することにより、使用環境に応じた減速比に事後的に調節できるという利点がある。さらに、両減速ユニットの間に接続アダプターを介在させているため、取付けられる減速ユニットの種類を増やすことができる。そして、第二減速ユニットと接続アダプター間の連結を固定するボルトを、各ボルトの中心を結ぶ同一の円上に配設すると共に配置間隔を等しくし、ウォーム軸及び中空出力軸の中心とボルトの中心を結ぶ円の中心を同位置とすることにより、両減速ユニットを、角度を変えて連結することができるようになり、設置場所に干渉物がある場合でも、追加加工や部品を新たに製造することなく対応できる減速装置を提供することができる。

１０減速装置
１２ボルト
２０第一減速ユニット
２２傘歯車機構（ハイポイドギア機構）
２４円筒歯車機構（ヘリカルギア機構）
２６中空出力軸
３０第二減速ユニット
３２ウォームギア機構
３２ａウォーム軸
４０接続アダプター
４２ボルト

Claims

モータと、該モータに連結される傘歯車機構及び該傘歯車機構に連結される中空出力軸を有する円筒歯車機構を具える第一減速ユニットと、ウォーム軸が突出したウォームギア機構を有する第二減速ユニットを具え、
前記第一減速ユニットと第二減速ユニットを接続する接続アダプターを具え、
前記第一減速ユニットと第二減速ユニットが、前記接続アダプターとそれぞれインロー結合され、前記中空出力軸に前記ウォーム軸が挿入されることにより連結され、
前記第二減速ユニットと接続アダプターを締結する複数のボルトの間隔が等しく、前記複数のボルトの中心が同一の円上に配設され、前記ウォーム軸及び中空出力軸の中心が前記円の中心と同位置にあり、
前記モータから最終出力軸までの動力伝達経路が、前記最終出力軸の軸方向から見てＵ字状をなしていることを特徴とする、
減速装置。
前記円筒歯車機構が複数段で構成される、請求項１の減速装置。
複数の減速比を有する前記第一減速ユニットのグループと、複数の減速比を有する前記第二減速ユニットのグループが組合せ可能である、請求項１又は２の減速装置のシリーズ。