JP6219726B2

JP6219726B2 - 減速装置

Info

Publication number: JP6219726B2
Application number: JP2014003797A
Authority: JP
Inventors: 恭史浅野
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2014-01-10
Filing date: 2014-01-10
Publication date: 2017-10-25
Anticipated expiration: 2034-01-10
Also published as: JP2015132318A

Description

本発明は、減速装置に関する。

特許文献１に、直交軸減速機ケーシングを有する直交軸減速機と、平行軸減速機ケーシングを有する平行軸減速機と、を連結した減速装置が開示されている。

直交軸減速機は、直交軸減速機ケーシングに軸受支持される直交ピニオン軸を備えている。直交軸減速機ケーシングと平行軸減速機ケーシングは、直交ピニオン軸と直交する方向において互いに突き合わされて連結されている。

特許第４８８７２９１号公報（図３ｂ）

しかしながら、上記減速装置は、直交軸減速機ケーシングと平行軸減速機ケーシングの連結に当たり、直交軸減速機ケーシングの内部でボルトの締結作業を行う必要があり、組み立て作業性が悪い、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、直交軸減速機および平行軸減速機を備えた、組み立て作業性の良好な減速装置を提供することをその課題としている。

本発明は、直交軸減速機ケーシングを有する直交軸減速機と、平行軸減速機ケーシングを有する平行軸減速機と、を連結した減速装置であって、前記直交軸減速機ケーシングと前記平行軸減速機ケーシングは、継プレートを介して連結され、前記直交軸減速機ケーシングは、該直交軸減速機ケーシングの外側へ張り出したフランジ部を有し、前記直交軸減速機ケーシングと前記継プレートは、前記フランジ部に直交軸減速機側から挿通した第１ボルトと、前記継プレートに平行軸減速機側から挿通した第２ボルトとによって連結され、前記直交軸減速機は、前記直交軸減速機ケーシングに軸受支持される直交ピニオン軸を備え、前記継プレートは、前記直交ピニオン軸を支持する軸受と該直交ピニオン軸の径方向から見て重なる位置に配置される連結部を有し、当該連結部に前記第２ボルトが挿通され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。

本発明によれば、直交軸減速機ケーシングは、該直交軸減速機ケーシングの外側へ張り出したフランジ部を有する。そして、直交軸減速機ケーシングと継プレートは、フランジ部に直交軸減速機側から挿通した第１ボルトと、継プレートに平行軸減速機側から挿通した第２ボルトとによって連結される。

これにより、直交軸減速機ケーシングと継プレートのボルト締結作業をケーシングの外部で行うことができるため、組み立て作業性が向上する。

本発明によれば、直交軸減速機および平行軸減速機を備えた、組み立て作業性の良好な減速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減速装置を含む駆動装置の構成例を示す正断面図図１の要部拡大図図１の減速装置を、矢視ＩＩＩ方向から見た一部破断の側面図図１の矢視ＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態の一例に係る減速装置を詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態の一例に係る減速装置Ｇを含む駆動装置ＧＭの構成例を示す正断面図であり、図２は図１の要部拡大図、図３は、図１の減速装置Ｇを、図１の矢視ＩＩＩ方向から見た一部破断の側面図である。

この駆動装置ＧＭは、モータＭと減速装置Ｇとを、継ユニット１２を介して連結したものである。減速装置Ｇは、直交軸減速機Ｒおよび平行軸減速機Ｐを備えている。直交軸減速機Ｒは、直交軸減速機ケーシング１４を有し、平行軸減速機Ｐは、平行軸減速機ケーシング１６をそれぞれ有している。直交軸減速機ケーシング１４は、継プレート１７を介して平行軸減速機ケーシング１６と連結される。

以下、より具体的な構成を説明する。

モータＭと減速装置Ｇとを連結する継ユニット１２は、第１継ケーシング１８と第２継ケーシング１９とを有している。第１継ケーシング１８は、モータケーシング１３とボルト３９を介して連結されている。第２継ケーシング１９は、直交軸減速機ケーシング１４とボルト４６を介して連結されている。第１継ケーシング１８と第２継ケーシング１９は、ボルト４４を介して連結されている。

第２継ケーシング１９には、継軸２２が軸受２４を介して回転自在に支持されている。継軸２２の一端側には、モータＭのモータ軸２０の一部が挿入されている。モータ軸２０は、摩擦クランプ装置２２Ｆを介して継軸２２と連結されている。継軸２２の他側端には、ホロー部２２Ａが形成されており、該ホロー部２２Ａに直交軸減速機Ｒの入力軸（直交ピニオン軸）５２の一部が圧入されることにより、継軸２２と該入力軸５２とが連結されている。なお、継軸２２と入力軸５２の連結方法は圧入に限定されない。

駆動装置ＧＭの直交軸減速機Ｒは、軸心Ｏ１の入力軸５２と軸心Ｏ２の出力軸５４が直交して配置されている減速機である。この例では、直交軸減速機Ｒは、入力軸５２に形成されたベベルピニオン５６と、出力軸５４に圧入されたベベルギヤ５８からなるベベルギヤセット６０を備えている。

直交軸減速機Ｒの入力軸５２は、前述したように、継ユニット１２の継軸２２のホロー部２２Ａに圧入されることによって、該継軸２２と連結されている。入力軸５２は、一対の円錐ころ軸受（直交ピニオン軸を支持する軸受）６２、６３を介して直交軸減速機ケーシング１４に支持されている。円錐ころ軸受６２、６３は、入力軸５２に掛かる両方向のスラスト力を受け得る機能を備えている。

直交軸減速機Ｒの出力軸５４は、玉軸受６６を介して直交軸減速機ケーシング１４に支持されると共に、玉軸受６８を介して該直交軸減速機ケーシング１４と連結される継プレート１７に支持されている。出力軸５４の先端にはホロー部５４Ａが形成されており、該ホロー部５４Ａには、平行軸減速機Ｐの入力軸４０が圧入されている。これにより、直交軸減速機Ｒの出力軸５４と平行軸減速機Ｐの入力軸４０が連結されている。なお、直交軸減速機Ｒの出力軸５４と平行軸減速機Ｐの入力軸４０の連結方法も、圧入には限定されない。

ここで、図３、図４を合わせて参照して、直交軸減速機Ｒと平行軸減速機Ｐの連結構成について、詳細に説明する。

駆動装置ＧＭにおける直交軸減速機Ｒと平行軸減速機Ｐは、継プレート１７を介して連結されている。直交軸減速機ケーシング１４は、該直交軸減速機ケーシング１４の径方向（出力軸５４の径方向）外側へ寸法Ｌ１だけ張り出したフランジ部１４Ａを有している。フランジ部１４Ａは、直交軸減速機Ｒの出力軸５４の軸心Ｏ２と同心の外周を有している（図３、図４）。この実施形態では、直径がｄ１４Ａである。フランジ部１４Ａが直交軸減速機ケーシング１４から寸法Ｌ１だけ径方向外側へ張り出しているため、直交軸減速機ケーシング１４を継プレート１７に対して直交軸減速機Ｒ側から挿通した第１ボルト７１を介して連結することが可能である。

また、直交軸減速機ケーシング１４は、フランジ部１４Ａと共に継プレート１７と連結される外周連結部１４Ｑを有している。外周連結部１４Ｑは、入力軸（直交ピニオン軸）５２を支持する前記一対の円錐ころ軸受６２、６３を収容している軸受収容部１４Ｂの外周の一部を平面化した構成とされている。具体的には、この外周連結部１４Ｑは、軸受収容部１４Ｂの円筒状の外周のうち、後述する継プレート１７の第２プレート部（連結部）１７Ｂと対向する部分（軸方向長さＬ２）だけを平面化した構成とされている。

本実施形態では、フランジ部１４Ａの軸方向継プレート１７側の端面１４Ｐと、外周連結部１４Ｑは、面一で連続的な平面に形成されている。ただし、フランジ部１４Ａの端面１４Ｐと外周連結部１４Ｑは面一でなくてもよく、例えば、段があってもよい。また、外周連結部１４Ｑは、要は、継プレート１７の第２プレート部１７Ｂと連結し得る形状とされていればよく、必ずしも平面で構成されていなくてもよい。これについては、後に触れる。

直交軸減速機Ｒの入力軸５２の軸方向において外周連結部１４Ｑが形成されている位置、すなわち、「入力軸５２を支持する円錐ころ軸受６２、６３と（入力軸５２の）径方向から見て重なる位置」は、換言するならば、「円錐ころ軸受６２、６３と入力軸５２が存在しているがゆえに、直交軸減速機ケーシング１４を継プレート１７に連結する際に、フランジ部１４Ａに直交軸減速機Ｒ側から第１ボルト７１を挿通することが困難となる可能性がある位置」と捉えることもできる。

一方、直交軸減速機ケーシング１４と平行軸減速機ケーシング１６とを連結する継プレート１７は、第１プレート部１７Ａおよび第２プレート部（連結部）１７Ｂを備える。第１プレート部１７Ａは、直交軸減速機ケーシング１４のフランジ部１４Ａと対向している。第２プレート部１７Ｂは、直交軸減速機ケーシング１４の軸受収容部１４Ｂの前記外周連結部１４Ｑと対向している。すなわち、第２プレート部１７Ｂは、入力軸５２を支持する円錐ころ軸受６２、６３と径方向（入力軸５２の径方向）から見て重なる位置において、第１プレート部１７Ａから（円周方向の一部にのみ）平面状にＬ２だけ径方向に突出することによって、前記外周連結部１４Ｑと対向している。直交軸減速機ケーシング１４と継プレート１７は、直交軸減速機ケーシング１４のフランジ部１４Ａに該直交軸減速機Ｒ側から挿通した複数（図示の例では７本）の第１ボルト７１と、継プレート１７の第２プレート部１７Ｂに平行軸減速機Ｐ側から挿通した複数（図示の例では２本）の第２ボルト７２と、によって連結される。具体的には、第１ボルト７１によって、直交軸減速機ケーシング１４のフランジ部１４Ａと、継プレート１７の第１プレート部１７Ａが連結される。また、第２ボルト７２によって、直交軸減速機ケーシング１４の軸受収容部１４Ｂに形成した外周連結部１４Ｑと、継プレート１７の第２プレート部（連結部）１７Ｂが連結される。なお、第２ボルト７２は、この実施形態では一対の円錐ころ軸受６２、６３から等距離の位置に配置される。

なお、継プレート１７の径方向内側には、玉軸受６８が設けられ、直交軸減速機Ｒの出力軸５４を支持すると共に、該出力軸５４のホロー部５４Ａに圧入連結された平行軸減速機Ｐの入力軸４０を間接的に回転自在に支持している。すなわち、この継プレート１７は、直交軸減速機ケーシング１４のカバーを兼用すると共に、平行軸減速機ケーシング１６のカバーを兼用している。

平行軸減速機Ｐの平行軸減速機ケーシング１６は、継プレート１７の第１プレート部１７Ａに対向する軸方向端面１６Ｂを備える。平行軸減速機ケーシング１６は、継プレート１７に形成された突部１７Ｐとインロー嵌合し、直交軸減速機Ｒ側から挿通された複数（図示の例では８本）の第３ボルト７３によって継プレート１７に連結されている。図４に示されるように、この実施形態では、第３ボルト７３は、第１ボルト７１と同一の円周上において、第１ボルト７１間の周方向中央の位置に配置されている。

なお、前記継プレート１７には、該第３ボルト７３の頭部７３Ａを収容する凹部１７Ｃが設けられている。この凹部１７Ｃは、直交軸減速機ケーシング１４の継プレート１７側の軸方向端面（この例ではフランジ部１４Ａの軸方向端面１４Ｐ）によって、閉塞されている。すなわち、第３ボルト７３の頭部７３Ａは、完全に継プレート１７の凹部１７Ｃ内に収容され、継プレート１７と直交軸減速機ケーシング１４との連結に対して干渉していない。

なお、動力伝達系について説明しておくと、直交軸減速機Ｒの出力軸５４は、先端にホロー部５４Ａを有している。このホロー部５４Ａには、平行軸減速機Ｐの入力軸４０が圧入され、該出力軸５４と連結されている。

この実施形態では、平行軸減速機Ｐは、インライン型の単純遊星歯車減速機構４５を有している。単純遊星歯車減速機構４５は、入力軸４０と一体化された太陽歯車３０、該太陽歯車３０に外接する遊星歯車３２、および該遊星歯車３２が内接する内歯歯車３４とを備える。遊星歯車３２は、遊星ピン３５を介して遊星歯車３２の軸方向両側に配置されたキャリヤ３７、３８に両持ち支持されている。キャリヤ３７、３８は、キャリヤピン３６を介して連結され、軸受４１、４２を介して平行軸減速機ケーシング１６に支持されている。直交軸減速機Ｒの出力軸５４の回転は、キャリヤ３８から出力される構成とされている。

なお、図１の符号８２、８６、８７は、オイルシール、８８は、Ｏリングであり、減速装置Ｇ内を封止している。

次に、この減速装置Ｇの作用を説明する。

モータＭのモータ軸２０が回転すると、この回転は、継軸２２を介して減速装置Ｇの直交軸減速機Ｒの入力軸５２に伝達される。直交軸減速機Ｒの入力軸５２の先端にはベベルピニオン５６が形成されており、このベベルピニオン５６は、直交軸減速機Ｒの出力軸５４に設けられたベベルギヤ５８と噛合している。この結果、ベベルピニオン５６とベベルギヤ５８との歯数比に相当する減速がなされると共に、回転方向が直角に変更される。なお、ベベルピニオン５６とベベルギヤ５８の噛合によって入力軸５２に発生するスラスト荷重は一対の円錐ころ軸受６２、６３を介して直交軸減速機ケーシング１４によって受け止められる。一方、出力軸５４に発生するスラスト荷重は、一対の玉軸受６６、６８を介して直交軸減速機ケーシング１４および継プレート１７によって受け止められる。

直交軸減速機Ｒの出力軸５４は、平行軸減速機Ｐの入力軸４０と連結されている。このため、直交軸減速機Ｒの出力軸５４の回転によって、平行軸減速機Ｐの入力軸４０が回転し、該入力軸４０と一体化された太陽歯車３０が回転する。太陽歯車３０の回転によって単純遊星歯車減速機構４５の減速を経て、キャリヤ３８から当該減速装置Ｇの出力が取り出される。

ここで、この減速装置Ｇの直交軸減速機Ｒは、直交軸減速機ケーシング１４の入力軸（直交ピニオン軸）５２を支持する円錐ころ軸受６２、６３を備え、直交軸減速機ケーシング１４と平行軸減速機ケーシング１６は、継プレート１７を介して連結されている。

直交軸減速機ケーシング１４は、該直交軸減速機ケーシング１４の外側へ張り出したフランジ部１４Ａおよび円錐ころ軸受６２、６３を収容する軸受収容部１４Ｂに形成した外周連結部１４Ｑを有している。また、継プレート１７は、フランジ部１４Ａに対向する第１プレート部１７Ａ、および外周連結部１４Ｑに対向する第２プレート部１７Ｂを有している。そして、直交軸減速機ケーシング１４と継プレート１７は、フランジ部１４Ａに直交軸減速機Ｒ側から挿通した第１ボルト７１と、前記継プレート１７に平行軸減速機Ｐ側から挿通した第２ボルト７２とによって連結される。

より具体的に説明すると、この減速装置Ｇにおいて、直交軸減速機Ｒと平行軸減速機Ｐとを連結する場合は、先ず、平行軸減速機ケーシング１６と継プレート１７を、第３ボルト７３を介して連結する。第３ボルト７３は、継プレート１７に直交軸減速機Ｒ側から挿通する。したがってこの第３ボルト７３による連結作業は、平行軸減速機ケーシング１６の外側から行うことができる。

次に、直交軸減速機Ｒの直交軸減速機ケーシング１４と継プレート１７を、フランジ部１４Ａに直交軸減速機Ｒ側から挿通した第１ボルト７１によって連結する。しかるに、第１ボルト７１のうちの１本（図４において符号７１Ａで表示した部位に配置されるべき第１ボルト７１）は、直交軸減速機Ｒの入力軸５２、あるいは該入力軸５２を支持する円錐ころ軸受６２、６３と干渉して配置することができない。しかし、この部位は、直交軸減速機ケーシング１４と平行軸減速機ケーシング１６が継プレート１７を介して連結される重要な部位である。すなわち、この符号７１Ａで表示した部位に第１ボルト７１が配置されないと、具体的には、直交軸減速機Ｒで発生する回転トルクとモーメント荷重を支え切れず、合わせ面の密封性が損なわれてしまう可能性がある。

そこで、この実施形態では、直交軸減速機ケーシング１４と、継プレート１７とを、フランジ部１４Ａに直交軸減速機Ｒ側から挿通した第１ボルト７１によって連結すると共に、継プレート１７に、平行軸減速機Ｐ側から挿通した第２ボルト７２によって、連結するようにしている。継プレート１７は、第１プレート部１７Ａから突出した第２プレート部１７Ｂを有しているため、（符号７１Ａで表示した部位に配置されるべき第１ボルト７１の代わりに）当該第２プレート部１７Ｂに第２ボルト７２を平行軸減速機Ｐ側から挿通することができる。第２ボルト７２により、継プレート１７の第２プレート部１７Ｂと直交軸減速機ケーシング１４の外周連結部１４Ｑが連結される。この結果、結局、全てのボルト締結作業を平行軸減速機ケーシング１６および直交軸減速機ケーシング１４の外側で行うことができる。

また、軸受収容部１４Ｂの外周連結部１４Ｑに挿通された第２ボルト７２によって第１ボルト７１を挿通させることのできない（円錐ころ軸受６２、６３および入力軸５２と干渉する符号７１Ａで表示した）部位においても、該第２ボルト７２を第１ボルト７１の代わりに配置することができ、高い連結強度を維持することができる。特にこの実施形態では、第２ボルト７２を、入力軸５２を支持する一対の円錐ころ軸受６２、６３から等距離の位置に配置しているため、より強固な連結が可能である。

なお、上記実施形態においては、直交軸減速機ケーシング１４の外周連結部１４Ｑおよび継プレート１７の第２プレート部（連結部）１７Ｂを「平面」で構成し、前記符号７１Ａで示した部位の近傍のみを第２ボルト７２で連結するようにしていた。しかし、この外周連結部１４Ｑや第２プレート部１７Ｂの形状や、形成位置、あるいは形成範囲は、要は、直交軸減速機ケーシングと継プレートとを、継プレートに平行軸減速機側から挿通した第２ボルトで連結可能とする構成でありさえすれば、特に限定されるものではない。例えば、直交軸減速機ケーシングの外周連結部は、「平面」ではなく、筒状の外周のまま、つまり「曲面」で構成してもよい。この場合は、継プレートの第２プレート部は、該筒状の外周の「曲面」に沿った凹状の対向曲面を有する形状に形成すればよい。これにより、外周連結部および第２プレート部を、より広範囲に対向させることができ、より多数の第２ボルトを用いて直交軸減速機ケーシングと継プレートとを連結することができるようになる。つまり、この場合、第１ボルトについては、フランジ部において、所定の本数を確保できるため、結局、第２ボルトの本数を増やすことができた分、より強固な連結を行うことができることになる。

さらには、継プレート１７は、必ずしも円錐ころ軸受６２、６３と径方向に重なっている必要もない。すなわち、例えば、直交ピニオン軸を支持する軸受が継プレートよりモータ側にずれていてもよい。この場合でも、直交ピニオン軸の存在により、やはり、符号７１Ａで表示した部位に第１ボルトを配置しにくい、という問題が生じ得るため、上記と同様の構成を採用することによって、同様の作用効果を得ることができる。

要するならば、直交軸減速機ケーシングと継プレートは、該直交軸減速機ケーシングと継プレートが、フランジ部に直交軸減速機側から挿通した第１ボルトによって連結でき、かつ、継プレートに平行軸減速機側から挿通した第２ボルトによって連結できる形状でありさえすればよい。

また、上記実施形態においては、第１ボルト７１と第３ボルト７３が同一円周上に交互に配置されるように構成していたが、第１ボルトと第３ボルトは、必ずしも同一円周上にある必要はない（若干ピッチ円がずれていてもよい）。

また、上記実施形態においては、直交軸減速機の直交ピニオンとして、ベベルピニオンが採用されていたが、これに限定されることはなく、例えば、ハイポイドピニオンや、ウォームピニオンであっても、同様に適用可能であり、同様の作用効果が得られる。

さらに、上記実施形態においては、平行軸減速機として、単純遊星歯車減速機構を有する減速機が採用されていたが、これに限定されることはなく、例えば、スパー歯車やヘリカル歯車の減速機構を有する減速機や、外歯歯車が揺動しながら内歯歯車に内接する偏心揺動型の遊星歯車減速機構を有する減速機であってもよい。要するならば、本発明に係る平行軸減速機は、「入力軸と出力軸が平行（同軸を含む）に配置される減速機」であればよい。

Ｇ…減速装置
Ｍ…モータ
Ｐ…平行軸減速機
Ｒ…直交軸減速機
１２…継ユニット
１４…直交軸減速機ケーシング
１４Ａ…フランジ部
１４Ｂ…軸受収容部
１４Ｑ…外周連結部
１６…平行軸減速機ケーシング
１７…継プレート
１７Ａ…第１プレート部
１７Ｂ…第２プレート部（連結部）
１７Ｃ…凹部
５２…入力軸（直交ピニオン軸）
６２、６３…円錐ころ軸受
７１…第１ボルト
７２…第２ボルト
７３…第３ボルト

Claims

直交軸減速機ケーシングを有する直交軸減速機と、平行軸減速機ケーシングを有する平行軸減速機と、を連結した減速装置であって、
前記直交軸減速機ケーシングと前記平行軸減速機ケーシングは、継プレートを介して連結され、
前記直交軸減速機ケーシングは、該直交軸減速機ケーシングの外側へ張り出したフランジ部を有し、
前記直交軸減速機ケーシングと前記継プレートは、前記フランジ部に直交軸減速機側から挿通した第１ボルトと、前記継プレートに平行軸減速機側から挿通した第２ボルトとによって連結され、
前記直交軸減速機は、前記直交軸減速機ケーシングに軸受支持される直交ピニオン軸を備え、
前記継プレートは、前記直交ピニオン軸を支持する軸受と該直交ピニオン軸の径方向から見て重なる位置に配置される連結部を有し、
当該連結部に前記第２ボルトが挿通される
ことを特徴とする減速装置。
請求項１において、
前記直交ピニオン軸を支持する軸受は、一対の軸受により構成され、前記第２ボルトは該一対の軸受から等距離の位置に配置される
ことを特徴とする減速装置。
請求項１または２において、
前記継プレートと前記平行軸減速機ケーシングは、前記継プレートに前記直交軸減速機側から挿通した第３ボルトによって連結される
ことを特徴とする減速装置。
請求項３において、
前記継プレートには、前記第３ボルトの頭部を収容する凹部が設けられ、当該凹部は、前記直交軸減速機ケーシングによって閉塞される
ことを特徴とする減速装置。