JP6484014B2 - フェースギヤと平歯車を一体にしたギヤ内蔵減速機 - Google Patents

Description

本発明は、フェースギヤと平歯車を一体にしたギヤ内蔵減速機に関する。

電動モータの出力軸と直交する方向あるいは食い違う方向に動力を取り出すためにフェースギヤあるいはハイポイドギヤを用いた歯車減速機が知られている。
フェースギヤは平歯車または、はすば歯車と噛み合う円盤状の歯車で、直交する軸または食い違い軸に使われている。
一方、ハイポイドギヤは食い違い軸の間に運動を伝達する円錐状の歯車で、大小歯車の軸がオフセットされていて、まがりばかさ歯車に似た歯車である。
従来のフェースギヤを用いた直交型ギヤードモータとしては、たとえば特許文献１，２が知られている。

従来から用いられていたフェースギヤとして、図６に示すようなフェースギヤ１００が知られている。このフェースギヤ１００は、円板状に形成され、中心部には、フェースギヤ１００を従動軸１０１に取付けるための取付孔１０２が設けられている。このフェースギヤ１００の平坦面１０３の外縁部には、平坦面１０３から軸方向に突出する歯切部１０４が円環状に延びるように設けられている。この歯切部１０４には従動側噛合歯１０５が複数設けられている。この従動側噛合歯１０５は、フェースギヤ１００の軸線と直交する方向へ延びている。

前記従動軸１０１と直交する方向に延びる電動モータの出力軸１０６には、平歯車１０７が取付けられ、平歯車１０７の外周面には、前記フェースギヤ１００の従動側噛合歯１０５と噛み合う駆動側噛合歯１０８が複数設けられている。
電動モータの駆動により出力軸１０６が回転すると、平歯車１０７の駆動側噛合歯１０８が１つずつフェースギヤ１００の各従動側噛合歯１０５に押し付けられ、フェースギヤ１００が軸線を中心に回転する。

特開平９−１２３０２１号公報 特開２００７−７４７８９号公報 特許５３９５１５８号公報

しかしながら、フェースギヤ１００から次のシャフトへ動力を伝える場合、フェースギヤ１００が、締結してあるシャフトに伝達するための別の歯車を必要とする（特許文献３参照）。

本発明は、上記課題を解決し、部品点数の削減および高精度化を図れるとともに省スペース、軽量化並びにコスト削減を図ることができるフェースギヤと平歯車を一体にしたギヤ内蔵減速機を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、円板状本体の少なくとも一方の板面に円周方向に沿って環状歯切り面を形成したフェースギヤの前記円板状本体の周面に平歯車を一体成形した平歯車一体型フェースギヤを用いた減速機において、前記平歯車一体型フェースギヤは、前記フェースギヤの径を前記平歯車の径よりも大きく形成し、入力軸とのトルクの伝達に前記フェースギヤを用いたことにある。
また、本発明は、前記フェースギヤと前記平歯車の減速比を変えたことにある。
さらに、本発明は、前記フェースギヤと前記平歯車のモジュールを変えたことにある。
また、本発明は、出力側のトルクの伝達に前記フェースギヤまたは前記平歯車を用いたことにある。

本発明によると、平歯車を一体に形成したフェースギヤを用いたので、従来のものより、部品点数を減らせるとともに、一部品のため、高精度に出来る。また、部品が減るため、省スペース化、軽量化を図ることができ、コスト低減が出来る。

本発明の実施の形態によるフェースギヤと平歯車を一体にしたギヤ内蔵減速機を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。 図１（ｂ）の平歯車一体形フェースギヤと減速機構を示す斜視図である。 図２の平歯車一体形フェースギヤの変形例を示す斜視図である。 図２のモジュールを変えた変形例を示す斜視図である。 図２の減速機構の応用例を示す斜視図である。 従来のフェースギヤを用いた減速機構を示す概念図である。

以下本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
図１（ａ）（ｂ）において、１０は、駆動源となるモータ、２０はモータ１０に組み付けられた減速機である。前記モータ１０の出力軸１１にはピニオン１２が形成されている。前記出力軸１１は減速機２０のハウジング２１に形成された開口穴２１ａからハウジング２１内に導入されている。

前記減速機２０のハウジング２１内には、減速機構３０が設けられており、開口穴２１ａに隣接して前記減速機構３０を構成する平歯車一体形フェースギヤ４０_１が配置されている。前記平歯車一体形フェースギヤ４０_１は、図２に示すように円板状本体４１の少なくとも一方の板面４１ａに円周方向に沿って環状歯切り面４２を形成したフェースギヤ４３の前記円板状本体４１の周面４１ｂに平歯車４４を一体成形したものである。前記平歯車一体形フェースギヤ４０_１は、中心軸線上を回転軸４５に支持されて鉛直方向に設けられており、この回転軸４５は一段目ギヤシャフトとして機能する。この回転軸４５は両端部を軸受４６を介して支持されており、この軸受４６は前記ハウジング２１内の上下にそれぞれ設けられた凹部２２ａ、２２ｂに配置されている。
前記開口穴２１ａから前記ハウジング２１内に導入される前記出力軸１１のピニオン１２は、前記平歯車一体形フェースギヤ４０の前記フェースギヤ４３に噛合している。

前記平歯車一体形フェースギヤ４０_１の前記平歯車４４は、前記回転軸４５と平行に前記ハウジング２１内に設けられた回転軸５１に支持された平歯車５２に噛合している。この回転軸５１は二段目ギヤシャフトとして機能するもので、この回転軸５１は両端部を、それぞれ軸受５３を介して支持されている。これら軸受５３は前記ハウジング２１内の上下にそれぞれ設けられた凹部２３ａ、２３ｂに配置されている。前記回転軸５１には、図３に示すように前記平歯車５２の他に歯数の異なる平歯車６１が装着されており、この平歯車６１は、別の平歯車６３に噛合している。この平歯車６３は、前記回転軸４５および前記回転軸５１と平行に前記ハウジング２１内に設けられた回転軸６２に装着されている。前記回転軸６２は両端部を前記ハウジング２１内の上下にそれぞれ設けられた凹部２４ａ、２４ｂに配置された軸受６４を介して支持されている。前記回転軸６２の一端部は、前記ハウジング２１の外部に延出されており、この延出部６２ａが出力軸として機能し、外部に減速された回転が出力として取り出される（図３参照）。

上記実施の形態の作用を説明する。
モータ１０の作動によりモータ１０の出力軸１１のピニオン１２に噛合したフェースギヤ４３が回転を開始する。フェースギヤ４３の回転は平歯車一体形フェースギヤ４０_１の回転となり、この平歯車一体形フェースギヤ４０_１が回転軸４５とともに回転する。この平歯車一体形フェースギヤ４０_１は、回転とともに周面に設けられた平歯車４４も回転し、この平歯車４４に噛合した平歯車５２を回転させる。この平歯車５２の回転は、平歯車５２を支持した回転軸５１の回転となり、回転軸５１に装着された平歯車６１を回転させる。この平歯車６１の回転とともに、平歯車６３が回転し、回転軸６２を回転させる。この回転軸６２の延出部６２ａが出力軸として回転動力を外部に取り出すことができる。

例えばモータ１０の出力軸１１のピニオン１２と、平歯車一体形フェースギヤ４０_１のフェースギヤ４３の減速比が１／２であるとすると、この減速比で平歯車一体形フェースギヤ４０_１が回転する。減速比が１／２であるので、出力軸１１のピニオン１２の歯数が２０であれば、フェースギヤ４３の歯数が４０となる。そして、平歯車一体形フェースギヤ４０_１の平歯車４４の歯数が５０とすると、この平歯車４４と噛合する平歯車５２の歯数が平歯車４４の歯数と同じ５０とすると、１／１の減速比で平歯車５２が回転することになる。そして、平歯車５２と同じ回転軸５１に支持された平歯車６１が同時に回転する。平歯車６１の回転は平歯車６３に伝わり、回転軸６２の延出部６２ａから出力が取り出される。この時、平歯車６１の歯数を２５とし、平歯車６３の歯数を１００とすると、平歯車６１と平歯車６３の減速比は１／４となり、回転軸６２の延出部６２ａから取り出される出力は１／８の減速比の出力が取り出されることになる。こうして、平歯車一体形フェースギヤ４０_１を用いることにより、回転軸４５に取り付けられる従来の一段目の平歯車が不要となり、部品点数の削減を図ることができ、一部品のため、高精度に出来る。また、部品が減るため、省スペース化、軽量化を図ることができ、コスト低減を図ることが出来る。

図４および図５は本発明に用いる平歯車一体形フェースギヤ４０_１の変形例を示したものである。この場合、図３と同一部分は同符号を付して同一部分の説明は省略して説明する。図４の変形例では、平歯車一体形フェースギヤ４０_２は、フェースギヤ４３_２と平歯車４４_２のモジュールを変えたものである。この変形例では、フェースギヤ４３_２の歯数に比べて平歯車４４_２の歯数を少なく設定している。この平歯車４４_２と噛み合う平歯車５２_２の径を小さくして歯数を減らし、例えば、平歯車４４_２の歯数と平歯車５２_２の歯数との比を２対１に設定することで、回転軸６２の延出部６２ａから取り出される出力は１／４の減速比の出力が取り出されることになる。

図５の変形例では、平歯車一体形フェースギヤ４０_３は、フェースギヤ４３_３の径を平歯車４４_３の径よりも大きく形成したものである。
減速比を大きくしたい場合、平歯車４４_３の径と平歯車５２の径との比が大きくなり、平歯車４４_３の歯数と平歯車５２の歯数の比を大きくすることができるので、より減速比を大きくすることができる。

前記のように各実施の形態によれば、平歯車一体形フェースギヤ４０_１、平歯車一体形フェースギヤ４０_２、平歯車一体形フェースギヤ４０_３は、平歯車４４とフェースギヤ４３、平歯車４４_２とフェースギヤ４３_２、平歯車４４_３とフェースギヤ４３_３を一体に形成したので、従来のものより、平歯車を省略して部品点数を減らせるとともに、一部品のため、高精度に出来る。また、部品が減るため、省スペース化、軽量化を図ることができ、コスト低減が出来る。

なお、本発明は、前記実施の形態のみに限定されるものではなく、平歯車一体形フェースギヤ４０_１、平歯車一体形フェースギヤ４０_２、平歯車一体形フェースギヤ４０_３は、平歯車４４とフェースギヤ４３、平歯車４４_２とフェースギヤ４３_２、平歯車４４_３とフェースギヤ４３_３の歯数比を設定することで、所望の減速比を得ることができる。また、平歯車一体形フェースギヤ４０_１、平歯車一体形フェースギヤ４０_２、平歯車一体形フェースギヤ４０_３は、複数組を用いることにより、さらに平歯車を減らして省スペース化を図り、高精度の減速比を得ることができるのは言うまでもない。その他、本発明の技術的範囲を変更しない範囲内で適宜変更して実施し得ることは言うまでもない。

１０ モータ
１１ 出力軸
１２ ピニオン
２０ 減速機
２１ ハウジング
２１ａ 開口穴
３０ 減速機構
４０_１、４０_２、４０_３ 平歯車一体形フェースギヤ
４１ 円板状本体
４１ａ 板面
４１ｂ 周面
４２ 環状歯切り面
４３、４３_２、４３_３ フェースギヤ
４４、４４_２、４４_３、５２、６１、６３ 平歯車
４５、５１、６２ 回転軸

Claims (4)

1. 円板状本体の少なくとも一方の板面に円周方向に沿って環状歯切り面を形成したフェースギヤの前記円板状本体の周面に平歯車を一体成形した平歯車一体型フェースギヤを用いた減速機において、
   前記平歯車一体型フェースギヤは、前記フェースギヤの径を前記平歯車の径よりも大きく形成し、入力軸とのトルクの伝達に前記フェースギヤを用いたことを特徴とする減速機。
2. 前記フェースギヤと前記平歯車の減速比を変えたことを特徴とする請求項１に記載の減速機。
3. 前記フェースギヤと前記平歯車のモジュールを変えたことを特徴とする請求項１に記載の減速機。
4. 出力側のトルクの伝達に前記フェースギヤまたは前記平歯車を用いたことを特徴とする請求項１に記載の減速機。

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