JP5918719B2 - モータと減速機とを有する回動装置 - Google Patents

Description

本発明は、モータと減速機とを有する回動装置に関する。

特許文献１に、モータと減速機とを有する駆動装置が開示されている。

この減速機は、ケーシングと、該ケーシングと一体化された内歯歯車と、該内歯歯車に内接噛合する遊星歯車と、該遊星歯車の軸方向側部に配置されたキャリヤ体と、を有している。

キャリヤ体は、出力軸と一体化され、出力軸は、減速機の軸方向最端部（つまり駆動装置の軸方向最端部）から片持ち状態で突出されている。

特開２０００−３２９２００号公報

このような駆動装置においては、該駆動装置の軸方向最端部から突出している出力軸に被駆動部材が連結されることから、装置全体が軸方向に長くなり易いという問題があった。

本発明は、このような従来の問題を解消するためになされたものであって、軸方向長さの増大を抑制することのできる回動装置を提供することをその課題としている。

本発明は、モータと減速機とを有する回動装置であって、前記減速機は、ケーシングと、該ケーシングと一体化された内歯歯車と、該内歯歯車に内接噛合する遊星歯車と、該遊星歯車の軸方向側部に配置されたキャリヤ体と、を有し、前記モータと前記減速機は、アダプタを介して連結され、該アダプタは、前記モータに固定されるモータ固定面と、前記キャリヤ体に固定されるキャリヤ固定面と、該キャリヤ固定面と平行でなく外部部材に固定される外部固定面と、を有し、前記ケーシングに被駆動部材が連結され、該被駆動部材の回転軌道上に前記アダプタが位置し、該被駆動部材、前記減速機、および前記外部固定面が、前記減速機の径方向から見て重なっており、前記被駆動部材を、前記回転軌道上において前記アダプタが存在しない１８０度以内の範囲で回動させる構成とすることにより、上記課題を解決したものである。

本発明においては、モータと減速機とを、アダプタを介して連結し、アダプタは、減速機のキャリヤ体に固定されると共に外部部材に固定される。減速機の出力は、ケーシングから取り出し、被駆動部材はケーシングに連結される。

本発明は、回動装置に係り、被駆動部材は、１８０度以内の範囲でのみ回動される。そのため、これにより、被駆動部材、減速機、アダプタの外部固定面が、減速機の径方向から見て重なった構成とすることが可能となり、回動装置全体の軸方向長さを抑制することができる。

本発明によれば、軸方向長さの増大を抑制することのできる回動装置を得ることができる。

本発明の実施形態の一例に係るモータと減速機とを有する回動装置の要部断面図 図１の回動装置の全体を示す、一部が断面とされた正面図 図２の側面図 図１の回動装置の減速機の構成を示す断面図

以下、図面を参照して、本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態の一例に係るモータと減速機とを有する回動装置の要部断面図、図２は、図１の回動装置の全体を示す、一部が断面とされた正面図である。

この回動装置１０は、例えば工場内で前段工程から粉状物や粒状物等の材料を受けて次段工程の容器等に移す材料トレイを特定の範囲で回動させるもので、モータ１１と減速機１２とを有している。

モータ１１のモータ軸１６は、キー１７を介して減速機１２の入力軸１８と連結されている。便宜上、減速機１２の構成から説明する。

減速機１２には、この実施形態では、図４に示されるような偏心揺動型と称される減速機が採用されている。減速機１２は、ケーシング２４と、該ケーシング２４と一体化された内歯歯車２２と、該内歯歯車２２に内接噛合する外歯歯車（遊星歯車）２０と、該外歯歯車２０の軸方向両側部に配置された第１、第２キャリヤ体３４、３６と、を有している。

以下、減速機１２の構成についてより具体的に説明すると、減速機１２の入力軸１８は、内歯歯車２２の軸心Ｏ１と同軸に配置されている。入力軸１８には３個の偏心体２６が一体的に形成されている。すなわち、入力軸１８は、偏心体２６を備えた偏心体軸として機能している。偏心体２６の外周には、ころ２８を介して３枚の外歯歯車２０がそれぞれ組み込まれている。３枚の外歯歯車２０の偏心位相差は１２０度である。各外歯歯車２０は、内歯歯車２２に内接噛合している。

内歯歯車２２はケーシング２４と一体化されている。具体的には、内歯歯車２２は、この実施形態では、ケーシング２４と一体化された内歯歯車本体２２Ａと、該内歯歯車本体２２Ａに回転自在に組み込まれ、内歯歯車２２の内歯を構成する円柱状の外ピン２２Ｂとで構成されている。ケーシング２４の構成については、後に触れる。外歯歯車２０の歯数は、内歯歯車２２の歯数よりも僅かだけ少ない（僅少の歯数差とされている）。この例では歯数差は１に設定されている。

各外歯歯車２０には、貫通孔２０Ａが形成されており、各貫通孔２０Ａを、ピン状部材３２および摺動促進部材として内ローラ３３が貫通している。前述したように、外歯歯車２０の軸方向両側部には一対の第１、第２キャリヤ体３４、３６が配置されている。第１、第２キャリヤ体３４、３６のうち、モータ１１側の第１キャリヤ体３４が本発明に係るキャリヤ体に相当している。第１、第２キャリヤ体３４、３６は、軸受３８、４０を介してケーシング２４に回転自在に支持されている。

前記ピン状部材３２は、第１キャリヤ体３４と一体化され、第１、第２キャリヤ体３４、３６は、該ピン状部材３２およびボルト４２を介して連結されている。第１キャリヤ体３４には、アダプタ用タップ穴３４Ａが形成されており、ボルト４２（図１）を介して、アダプタ５０が連結される。

なお、符号４４はオイルシールである。

ここで、図１〜図３を合わせて参照して、アダプタ５０を有する本回動装置１０の構成をより詳細に説明する。

モータ１１と減速機１２は、アダプタ５０を介して連結されている。

モータ１１には、この実施形態では、汎用の３相の誘導モータが採用されている。モータ１１の、減速機１２側の端部には、モータ本体１１Ａより径の大きなモータフランジ１４が、設けられている。モータフランジ１４には、アダプタ固定用のボルト貫通孔１４Ａが形成されている。

アダプタ５０は、モータ１１と減速機１２との間に位置する立設部５６と、該立設部５６と垂直の底面部５８とを有し、全体が、ほぼ逆Ｔ字型の断面形状とされている。アダプタ５０の立設部５６には、モータ１１側から階段状に内径が小さくなる貫通孔５４が形成されている。アダプタ５０は、前記立設部５６に、モータ１１に固定されるモータ固定面５１と、第１キャリヤ体３４に固定されるキャリヤ固定面５２を有し、前記底面部５８に、該キャリヤ固定面５２に垂直で外部部材である設置床６２に固定される外部固定面５３を有している。以下、個別に詳述する。

アダプタ５０のモータ固定面５１は、前記貫通孔５４の径方向外側で、かつ立設部５６の軸方向モータ１１側に形成されている。モータ固定面５１には、モータ用タップ穴５１Ａが形成されている。ボルト４２を、前述したモータフランジ１４のボルト貫通孔１４Ａを介して該アダプタ５０に形成したモータ用タップ穴５１Ａにねじ込むことにより、モータ１１のモータフランジ１４とアダプタ５０が固定されている。

アダプタ５０のキャリヤ固定面５２は、立設部５６の前記貫通孔５４の内径が小さくなることで形成されているインナーフランジ部６０の軸方向減速機１２側に形成されている。インナーフランジ部６０には、該インナーフランジ部６０を貫通するボルト貫通孔６０Ａが形成されている。ボルト６１を、該インナーフランジ部６０のボルト貫通孔６０Ａを介して第１キャリヤ体３４に形成した前記アダプタ用タップ穴３４Ａにねじ込むことにより、第１キャリヤ体３４とアダプタ５０が固定されている。

アダプタ５０の外部固定面５３は、アダプタ５０の底面部５８において、外部部材である設置床６２側に形成されている。アダプタ５０の底面部５８には、アダプタ５０を設置床６２に固定するためにボルト（図示略）を貫通させるための設置床用貫通孔（中心線６４のみ図示）が形成されている。アダプタ５０の底面部５８は、内歯歯車２２の軸心Ｏ１と平行に延在されている。

また、アダプタ５０には、軸方向減速機１２側に突出した水平フランジ部５９が形成されており、この水平フランジ部５９が減速機１２のケーシング２４の端部２５に外嵌されている。なお、水平フランジ部５９の内周と端部２５の外周にはすき間が設けられる。

一方、減速機１２のケーシング２４には、フランジ部６６が設けられている。フランジ部６６は、該減速機１２のケーシング２４の軸方向中央よりも反モータ側の位置において、全外周に亘って径方向外側に突出して形成されている。フランジ部６６には、被駆動部材である材料トレイ６８を連結するためのタップ孔６６Ａが貫通・形成されている。材料トレイ６８は、該タップ穴６６Ａにねじ込まれた複数のボルト６７によってケーシング２４のフランジ部６６に固定されている。ボルト６７は、図示の例では１２個使用されている（図３参照）。

図２に示されるように、材料トレイ６８は、材料が載置される材料受台７０と、該材料受台７０を支持する支持プレート７２とで構成されている。支持プレート７２は、ケーシング２４のフランジ部６６に対応するリング状のフランジ部固定面７４を有している。つまり、材料トレイ６８は、この支持プレート７２のリング状のフランジ部固定面７４を介して、減速機１２のケーシング２４の全外周を囲んだ態様で、該ケーシング２４のフランジ部６６に連結されている。

被駆動部材である材料トレイ６８、減速機１２、およびアダプタ５０の外部固定面５３は、径方向から見たときに重なっている。ここで、単に「ＡとＢが径方向から見て重なっている」と称したときには、Ａ、Ｂのうちの一方の軸方向領域が、他方の軸方向領域に完全に含まれる態様で重なっている場合と、一方の軸方向領域と他方の軸方向領域の一部同士が重なっている場合との双方の概念を含む。なお、「Ａの軸方向全長が、Ｂと径方向から見て重なっている」と称したときは、Ａの軸方向領域の全部がＢの軸方向領域に含まれていることを意味している。

本実施形態の場合、減速機１２の軸方向全長Ｌ３が、材料トレイ６８およびアダプタ５０の外部固定面５３と径方向から見て重なっている。また、材料トレイ６８、モータ１１およびアダプタ５０の外部固定面５３も、径方向から見て重なっている。

なお、本実施形態の場合、さらに、モータ１１の軸方向全長Ｌ５が、材料トレイ６８と径方向から見て重なっている。結局、材料トレイ６８は、アダプタ５０の外部固定面５３の軸方向全長Ｌ１、減速機１２の軸方向全長Ｌ３、およびモータ１１の軸方向全長Ｌ５のそれぞれと、径方向から見て重なっている。換言すると、本実施形態の場合、モータ１１、アダプタ５０、および減速機１２で構成される駆動系の軸方向全長Ｌ７が、材料トレイ６８と径方向から見て重なっている。

次に、この回動装置１０の作用を説明する。

モータ１１のモータ軸１６が回転することによって減速機１２の入力軸１８が回転すると、該入力軸１８と一体化されている３個の偏心体２６が回転し、ころ２８を介して３枚の外歯歯車２０が揺動する。この結果、内歯歯車２２に対する外歯歯車２０の噛合位置が順次ずれていく現象が発生する。外歯歯車２０の歯数は、内歯歯車２２の歯数よりも１だけ少ないため、外歯歯車２０は入力軸１８が１回回転する毎に、一歯分だけ内歯歯車２２に対して周方向の位相がずれ、該内歯歯車２２に対して相対回転する。

この自転成分は、（通常は、ピン状部材３２および内ローラ３３を介して第１、第２キャリヤ体３４、３６から取り出すことが多いが）本実施形態では、この第１、第２キャリヤ体３４、３６をアダプタ５０の外部固定面５３を介して設置床６２に固定し、当該相対回転を、ケーシング２４から取り出すようにしている。相対回転は、特定の範囲に限定して取り出される。この実施形態では、プログラムにより、±（４５度〜９０度）の範囲で回動するように設定されている。なお、回動装置１０としては、最大で±９０度以内（すなわち１８０度以内）の範囲まで回動可能である。尤も本発明では、必ずしも鉛直に対して±同角度で回動する必要はなく、例えば用途によっては水平を基準にして＋２０度−１６０度であってもよい。要するにトータルで１８０度以内の回動とされていればよい。

ここで、本実施形態に係る回動装置１０においては、モータ１１と減速機１２とが、アダプタ５０を介して連結されている。アダプタ５０は、モータ固定面５１を介してモータ１１のモータフランジ１４に固定され、キャリヤ固定面５２を介して減速機１２の第１キャリヤ体３４に固定され、外部固定面５３を介して外部部材である設置床６２に固定される。すなわち、モータ１１、減速機１２、および該減速機１２に取付けられている材料トレイ６８は、モータ１１と減速機１２との間に位置するアダプタ５０を介して設置床６２に固定されている。

また、材料トレイ６８、減速機１２、およびアダプタ５０の外部固定面５３が、減速機１２の径方向から見て重なっている。そのため材料トレイ６８からモータ１１、アダプタ５０、および減速機１２で構成される駆動系の軸方向全長Ｌ７が全く突出していないため、回動装置１０全体としては、該駆動系の軸方向全長Ｌ７の分短縮できている。また、アダプタ５０がモータ１１と減速機１２の間に位置していることから、非常にバランス良く回動装置１０全体を設置床６２に固定することができる。

特に、本実施形態においては、減速機１２の軸方向全長Ｌ３が、材料トレイ６８およびアダプタ５０の外部固定面５３と径方向から見て重なっている。そのため、材料トレイ６８が、減速機１２のケーシング２４と固定されている構成と相まって、材料トレイ６８を安定して回動させることができる。

また、本実施形態においては、材料トレイ６８、モータ１１、およびアダプタ５０の外部固定面５３も、径方向から見て重なっている。このため、特に、モータ１１を含めた回動装置１０全体の軸方向長さＬｏを短縮でき、かつ高い支持バランスが得られている。

また、アダプタ５０には、軸方向減速機１２側に突出した水平フランジ部５９が形成されており、この水平フランジ部５９が減速機１２のケーシング２４の端部２５に外嵌されている。このため、材料トレイ６８から落下した粉粒体や、空気中を浮遊している粉粒体等が、減速機１２のケーシング２４の端部２５に配置されているオイルシール４４に触れて、該オイルシール４４が早期に劣化してしまうのを抑制することができる。

また、本実施形態においては、材料トレイ６８は、ケーシング２４に該ケーシング２４の全外周を囲んで連結されている。つまり、材料トレイ６８は、支持プレート７２のリング状のフランジ部固定面７４を介して、減速機１２のケーシング２４の全外周を囲んだ態様で、該ケーシング２４のフランジ部６６に連結されている。そのため、材料トレイ６８の支持プレート７２は、フランジ部６６の外周に相当する極めて大きな円形の領域に亘ってフランジ部６６に固定されることになることから、連結剛性を極めて高く維持することができ、寸法の大きな材料トレイ６８でも高い剛性で回動させることができている。

なお、本発明においては、被駆動部材とケーシングとの連結に関しては、必ずしもこのようなケーシングの全外周を囲んだ連結とする必要はなく、例えば、フランジの周方向の一部（例えば半周）において連結する構成であってもよい。また、必ずしもケーシングから突出させたフランジ部を介した連結とする必要もなく、例えば、ケーシングの外周に段差を形成し、該段差を利用して被駆動部材を連結するような構成としてもよい。さらには、複数の耳部（連結部）を形成し、該複数の耳部を介して被駆動部材を連結するような構成としてもよい。

また、本発明では、必ずしも上記実施形態での寸法関係を全て満足していなくてもよい。最低限、被駆動部材、減速機、および外部固定面が、減速機の径方向から見て重なっていることが満足されていれば、「回動装置の軸方向長の短縮」という本発明の基本的作用に関し、相応の効果が得られる。

また、上記実施形態では、偏心体を備えた偏心体軸（上記例では入力軸１８）が内歯歯車の径方向中央に１本のみ存在するタイプ（センタクランクタイプ）の偏心揺動型の減速機が示されていた。しかし、この種の減速機の減速機構としては、内歯歯車の軸心からオフセットした位置に、複数の偏心体軸を有し、この複数の偏心体軸に備えられた偏心体を同期して回転させることによって外歯歯車を揺動させるタイプ（振り分けタイプ）の減速機構も知られている。本発明は、当該振り分けタイプの減速機構を有する減速機を採用している回動装置にも、全く同様に適用することができる。さらには、単純遊星歯車減速機等を採用している回動装置においても、当該減速機が、ケーシングと、該ケーシングと一体化された内歯歯車と、該内歯歯車に内接噛合する遊星歯車と、該遊星歯車の軸方向側部に配置されたキャリヤ体と、を有している限り、同様に適用することが可能である。

なお、上記実施形態においては、キャリヤ固定面５２と外部固定面５３は垂直であるが、これに限定されず、両者は平行でなければよい。換言すれば、キャリヤ固定面５２の延長面と外部固定面５３の延長面が交差する関係にあればよい。

１０…回動装置
１１…モータ
１２…減速機
１４…モータフランジ
２０…外歯歯車（遊星歯車）
２２…内歯歯車
２４…ケーシング
３４…第１キャリヤ体
３４Ａ…アダプタ用タップ穴
３６…第２キャリヤ体
３８、４０…軸受
４２…ボルト
５０…アダプタ
５１…モータ固定面
５１Ａ…モータ用タップ穴
５２…キャリヤ固定面
５３…外部固定面
６８…材料トレイ（被駆動部材）

Claims (5)

1. モータと減速機とを有する回動装置であって、
   前記減速機は、ケーシングと、該ケーシングと一体化された内歯歯車と、該内歯歯車に内接噛合する遊星歯車と、該遊星歯車の軸方向側部に配置されたキャリヤ体と、を有し、
   前記モータと前記減速機は、アダプタを介して連結され、
   該アダプタは、前記モータに固定されるモータ固定面と、前記キャリヤ体に固定されるキャリヤ固定面と、該キャリヤ固定面と平行でなく外部部材に固定される外部固定面と、を有し、
   前記ケーシングに被駆動部材が連結され、該被駆動部材の回転軌道上に前記アダプタが位置し、
   該被駆動部材、前記減速機、および前記外部固定面が、前記減速機の径方向から見て重なっており、
   前記被駆動部材を、前記回転軌道上において前記アダプタが存在しない１８０度以内の範囲で回動させる
   ことを特徴とするモータと減速機とを有する回動装置。
2. 請求項１において、
   前記減速機の軸方向全長が、前記被駆動部材および前記外部固定面と径方向から見て重なっている
   ことを特徴とするモータと減速機とを有する回動装置。
3. 請求項１または２において、
   前記被駆動部材、前記モータ、および前記外部固定面が径方向から見て重なっている
   ことを特徴とするモータと減速機とを有する回動装置。
4. 請求項１〜３のいずれかにおいて、
   前記アダプタの一部が、前記減速機の前記ケーシングの端部に外嵌される
   ことを特徴とするモータと減速機とを有する回動装置。
5. 請求項１〜４のいずれかにおいて、
   前記ケーシングに、前記被駆動部材が、該ケーシングの全外周を囲んで連結される
   ことを特徴とするモータと減速機とを有する回動装置。

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