JPH07269681A - 直交軸歯車減速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 歯車箱の合成を高めると共に収容される各ギ
ヤの組立てを容易にし、且つ歯車箱の据付け面の設定の
自由度を上げる。 【構成】 歯車箱２０５を略直方体とし、６面を一体に
形成すると共に出力軸２１６が突出される面に開口部２
０７を形成する。この開口部２０７の形状はベベルギヤ
２１３の最外周歯先円ρ1 及び出力ギヤ２１５の歯先円
ρ2 をそれぞれ出力軸突出面に投影したときに、投影さ
れた歯先円ρ1 、ρ2 を同時に包含し得る形状とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、モータと組合せて物流
機器等の用途に用いるのに好適な直交軸歯車減速機、特
にその歯車箱の構造に改良を加えた直交軸歯車減速機に
関する。

【０００２】

【従来の技術】モータに歯車減速機を取付けていわゆる
ギヤドモータとして使用する場合、当該モータ付歯車減
速機の最大寸法（長手方向寸法）は、一般にモータの軸
方向となる。そのため、該モータ付歯車減速機を例えば
コンベアの駆動に用いようとする場合には、この最大寸
法の方向（モータ軸の方向）をコンベアと平行に配置す
るのが最良となる。ところが、コンベアの軸を駆動する
には、当該歯車減速機の出力軸はこのコンベア軸と平行
でなければならない。従って、このような観点からモー
タ軸（入力軸）に対して出力軸を直交させた直交軸歯車
減速機が広く使用されている。

【０００３】従来の直交軸歯車減速機の構成例を図６に
示す。

【０００４】なお、図７は図６のVII −Ｏ１−Ｏ２−VI
I 線に沿った断面図、図８は図６のVIII−Ｏ２−VIII線
に沿った断面図である。

【０００５】この減速機は、モータ１００のモータ軸１
０２と一体的に回転する入力軸１０２Ａと出力軸１１６
との間に、入力軸１０２Ａに一体的に成形された１段目
ピニオン１０９及び１段目ギヤ１１０からなる１段目平
行軸減速部 r１と、該１段目平行軸減速部 r１からの動
力を受ける２段目ベベルピニオン１１２及び該ベベルピ
ニオン１１２と噛合すると共に該ベベルピニオン１１２
に対して回転方向を９０°変更する２段目ベベルギヤ１
１３からなる２段目直交軸減速部 r２と、該２段目直交
軸減速部 r２からの動力を受ける３段目ピニオン１１４
及び出力軸１１６に固定された出力ギヤ（３段目ギヤ）
１１５からなる３段目平行軸減速部 r３とを備える。

【０００６】これらの各減速部 r１〜 r３は、略直方体
の歯車箱１０５の中に収納されている。この歯車箱１０
５は６面f1〜f6のうち入力軸１０２Ａが突出する面f5及
びこれと対向する面f6が全面開放面とされ、面f5にはモ
ータ継カバー１０３が、面f6には歯車箱カバー１２２が
それぞれ（各減速部 r１〜 r３の組付け後に）配置され
る。

【０００７】なお、各図において符号１１８Ａ、１１８
Ｂはベベルピニオン軸受、１１９Ａ、１１９Ｂは３段目
ピニオン軸受、１２０Ａ、１２０Ｂは出力軸軸受、１２
１はベベルピニオンハウジングをそれぞれ示している。

【０００８】ところで、一般にこのような直交軸歯車減
速機においては、出力軸１１６及び歯車箱１０５の寸法
によって決まる相手機械への取合寸法を市場の要請に合
せて小なるものから大なるものへ何種類かの大きさに分
け、これをサブシリーズ（一般に「枠番」と称されてい
る）として予め準備し、且つ、同一の枠番で何種類かの
減速比を予め系列化して全体をシリーズとして準備し、
多様なユーザーへの対応を可能としている。

【０００９】上述したような直交軸歯車減速機において
は、重要な性能項目である低騒音性において平行軸歯車
減速部の方が有利であるために、多くの減速比をシリー
ズ化する場合には、上記従来例のように１段目を平行軸
歯車減速部、２段目をベベルギヤセットのような直交軸
歯車減速部、３段目を平行軸歯車減速部とすると共に、
２、３段目の減速部よりもトルクが小さいために相対的
には小型で安価な１段目の減速部において減速比を調整
するためのギヤの種類を多数用意し、２段目、３段目は
１種類又は２種類程度の減速比を用意するのがコスト
面、性能面において有利であるとされている。この場
合、出力軸に固定又は一体成形される３段目ギヤ（出力
ギヤ）が最も大きな歯車となる。

【００１０】一方、各歯車及び軸、軸受等を収納する歯
車箱は、軽量、且つ高剛性が要求され、そのためには開
口部は少ない方が有利である。上記従来例における直交
軸歯車減速機にあっては、モータ１００が付く面f5及び
モータ軸１０２と平行する面のうち出力軸を支持してい
る面f2、f4には必然的に開口部１３０、１３２が設けら
れる。

【００１１】ところが、２段目にベベルギヤセットを用
いた減速機の場合においては、モータ側の開口部を有す
る面f5から出力ギヤ１１５を収納しようとした場合に、
ベベルピニオンハウジング１２１と干渉するため当該出
力ギヤ１１５を組み込んだ出力軸１１６を収納すること
ができない。

【００１２】そこでこの従来例にあっては、上述したよ
うにモータ取付面の対向面f6に開口部１３４を設け、こ
こから出力ギヤ１１５及びベベルギヤ１１３を収納し、
歯車箱カバー１２２で蓋をする構造を採用している。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成の従来の直交軸歯車減速機にあっては、出力軸
１１６については、これを開口した面f6から収納するこ
とができないため、面f2又は面f4から挿入し、且つこの
挿入時に、面f6の側から入れた出力ギヤ１１５を「歯車
箱１０５の中で」組み立てる必要があるという問題があ
った。

【００１４】又、同様に、ベベルギヤ１１３及び３段目
ピニオン１１４についても「歯車箱の中」で組み立てる
必要があり、組立が非常にやり難く作業時間がかかると
共に、作業結果の確認や分解が極めて困難であるという
問題があった。

【００１５】又、面f6が開口していて歯車箱カバー１２
２で蓋をしてボルト（図示せず）で固定する構造である
ため、剛性がそれだけ低下する上に、この面を据付面と
することが困難になり、据付けの自由度が低下するとい
う問題もあった。

【００１６】本発明は、このような従来の問題に鑑みて
なされたものであって、剛性が高く、しかも出力軸と出
力ギヤ（３段目ギヤ）との組付けやベベルギヤと３段目
ピニオンとの組付けを「歯車箱の外」で行うことを可能
とし、その結果作業時間の短縮、作業結果の確認の容易
性、及び分解再組立の容易性を確保することをその目的
としている。

【００１７】又、基本的にモータを取付ける面と対向す
る面にカバーやボルトが存在しないようにすることによ
り、この面を据付面とすることを可能とし、それだけ据
付けに関する自由度の大きな歯車箱を得ることをその目
的としている。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は、入力軸及び出
力軸と、前記入力軸に固定又は一体成形された１段目ピ
ニオン及び該１段目ピニオンと噛合する１段目ギヤを含
む１段目平行軸減速部と、該１段目平行軸減速部からの
動力を受ける２段目ピニオン及び該２段目ピニオンと噛
合すると共に２段目ピニオンに対して回転方向を９０°
変更する２段目ギヤを含む２段目直交軸減速部と、該２
段目直交軸減速部からの動力を受ける３段目ピニオン、
及び該３段目ピニオンと噛合すると共に前記出力軸に固
定又は一体成形された３段目ギヤを含む３段目平行軸減
速部と、を備えた３段形の直交軸歯車減速機において、
前記１段目〜３段目減速部を収納すると共に、全体外観
が略直方体に形成され、且つ、該直方体の６つの面が基
本的に一体で形成された歯車箱と、該歯車箱の前記出力
軸が突出される面に形成され、且つ、その形状が、前記
２段目直交軸減速部の２段目ギヤの最外周歯先円及び前
記３段目平行軸減速部の３段目ギヤの歯先円をそれぞれ
当該出力軸突出面に投影したときに、該投影された２つ
の歯先円を同時に包含し得る形状とされた開口部と、を
備えたことにより、上記課題を解決したものである。

【００１９】なお、前記開口部の形状が、前記投影され
た２つの歯先円を、それぞれの歯先円の共通接線で結ん
でできる形状と相似であって、且つこれより若干大きな
寸法の形状とされていると、剛性の確保と組立易さとを
合理的に両立させることができる。

【００２０】又、前記歯車箱は、前記入力軸が突出され
る面と対向する面が開口部のない面で構成され、且つ当
該対向面には、この面を該歯車箱を相手機械又はベース
に据付けるための据付面とするための肉盛部が形成され
ているとよい。

【００２１】あるいは、前記歯車箱は、前記入力軸が突
出される面及び出力軸が突出される面以外の少なくとも
１つの面に、該歯車箱を相手機械又はベースに据付ける
ための据付面とするための肉盛部が形成されているとよ
い。

【００２２】更に、前記出力軸が中空とされ、且つこの
中空部に相手機械の従動軸が挿入可能とされているとよ
い。

【００２３】このような構成を採用することにより、本
発明の歯車箱がその６面が基本的に連続していることと
相まって剛性が高く、しかも一層自由度の高い据付えを
行うことができるようになる。

【００２４】

【作用】本発明においては、歯車箱をほぼ直方体に形成
し、且つ、この直方体の６つの面を基本的に一体で形成
するようにした。

【００２５】その上で、この歯車箱の出力軸が突出され
る面に開口部を形成した。この開口部は、２段目直交軸
減速部の２段目ギヤの最外周歯先円及び３段目平行軸減
速部の出力ギヤ（３段目ギヤ）の歯先円をそれぞれ当該
出力軸突出面に投影したときに、該投影された２つの歯
先円を同時に包含し得る形状とされている。

【００２６】この結果、出力軸、出力ギヤ、及び出力軸
軸受を歯車箱の外で組立て、一方、２段目ギヤ、３段目
ピニオン、及び３段目ピニオンの軸受を歯車箱の外で組
立たて、この状態において各々のセットを歯車箱に収納
し、最後にこの開口部を被う出力カバーを取付けるとい
う方法で組立てることができる。

【００２７】又、分解時には、出力カバーを外すことに
より各々のセットを歯車箱からそっくり取り出すことに
より分解を容易に行うことができる。

【００２８】出力軸が突出する面は、従来もともと据付
面として利用するのは困難なため、ここに（蓋に相当す
る）出力カバーをボルト等によって被せる構造を採用し
たとしても、特に新たな支障が生じることはない。むし
ろモータの取付けられる面を除く他の４面を全て据付面
として有効に利用できる可能性を良好に維持することが
できる。

【００２９】又、６面全体が基本的に一体構造とされて
いるため、剛性を非常に高く維持することもできる。

【００３０】

【実施例】以下図面に基づいて本発明の実施例を詳細に
説明する。

【００３１】図１は本発明が適用された直交軸歯車減速
機をモータと組合せた正面図、図２は図１を背面から見
ると共に、歯車箱の最前面（面Ｆ2 ）側を取り除いて示
した一部破断の拡大背面図、図３は図２における出力軸
部分の構造を示すIII −Ｏ−III拡大断面図、図４は図
２のIV−IV拡大視図、図５は図２のV −V 線に沿う拡大
断面図である。

【００３２】この直交軸歯車減速機は、モータ軸兼用の
入力軸２０２と、出力軸２１６と、１段目平行軸減速部
Ｒ１、２段目直交軸減速部Ｒ２、及び３段目平行軸減速
部Ｒ３とを備える。

【００３３】１段目平行軸減速部Ｒ１は、入力軸２０２
に圧入された１段目ピニオン２０９と、この１段目ピニ
オン２０９と噛合する１段目ギヤ２１０とを備える。

【００３４】２段目直交軸減速部Ｒ２は、１段目平行軸
減速部Ｒ１からの動力を受けるベベルピニオン（２段目
ピニオン）２１２と該ベベルピニオン２１２と噛合する
と共にベベルピニオン２１２の回転方向を９０°変更す
るベベルギヤ（２段目ギヤ）２１３とを備える。

【００３５】３段目平行軸減速部Ｒ３は、２段目直交軸
減速部Ｒ２からの動力を受ける３段目ピニオン２１４と
該３段目ピニオン２１４と噛合すると共に出力軸２１６
に固定された出力ギヤ（３段目ギヤ）２１５とを備え
る。

【００３６】ここにおいて、歯車箱２０５は、鋳造によ
って製造される。即ち、１段目〜３段目減速部Ｒ１〜Ｒ
３を収納し得る大きさで、全体がほぼ直方体に形成さ
れ、且つ、該直方体の６つの面Ｆ1 〜Ｆ6 が基本的に一
体で形成される。

【００３７】なお、この歯車箱２０５において「基本的
に一体」という語は、面全体がそっくり開放しいる面が
１つも存在しないということを意味するものである。
又、「一体」の語は、必ずしも１回の鋳造によって製造
することを意味するものではなく、例えば歯車箱を２つ
に分けて鋳造し、これを溶接等によって一体化するよう
な場合を含むものである。要するにボルト等によって
「組立」の段階で一体化するのではなく、「歯車箱単体
の製品」の段階で既に一体化されていればよいものであ
る。

【００３８】この歯車箱２０５の出力軸２１６が突出さ
れる面Ｆ4 には、開口部２０７が形成されている。この
開口部２０７は、２段目直交軸減速部Ｒ２のベベルギヤ
（２段目ギヤ）の最外周歯先円ρ1 及び出力ギヤ２１５
の歯先円ρ2 をそれぞれ当該出力軸突出面Ｆ4 に投影し
たときに、該投影された２つの歯先円を同時に包含し得
る形状とされている。

【００３９】具体的には、この開口部２０７の形状は、
前記歯先円ρ1 、ρ2 をそれぞれの共通接線Ｓで結んで
できる形状を基本とし、且つ「円」の部分の大きさを若
干大きな寸法とした形状とされている。

【００４０】以下、より具体的な構造を詳細に説明する
と、図３において前記出力軸２１６は、中心線を境にし
て中実出力軸２１６Ａと中空出力軸２１６Ｂの２通りが
図示されている。中実出力軸２１６Ａとした場合には相
手機械の従動軸（図示省略）とは一般的な軸継手を介し
て連結されるか、又は相手機械の従動軸を中空として該
中実出力軸２１６Ａに被せるようにして連結される。一
方、中空出力軸２１６Ｂとした場合は、相手機械の従動
軸をこの中空部に挿入することによって連結が行われ
る。この場合は、歯車箱２０５全体が回転しないよう
に、該歯車箱２０５を適当な手段で相手機械側の固定部
分に固定するだけで相手機械側への据付けが完了する。

【００４１】前記ベベルピニオン２１２及びベベルギヤ
２１３は、図３及び図５において中心線を境にして高減
速比用のベベルピニオン２１２Ａ及びベベルギヤ２１３
Ａと低減速比用のベベルピニオン２１２Ｂ及びベベルギ
ヤ２１３Ｂの２通りが図示されている。この実施例にお
いては、高減速比用のベベルギヤセットの減速比は１／
２．９であり、低減速比用のベベルギヤセットの減速比
は１／１．５である。

【００４２】出力軸２１６の突出する面Ｆ4 には、出力
ギヤ２１５の歯先円ρ2 及びベベルギヤ（高減速比用の
ベベルギヤ）２１３Ａの最外周歯先円ρ1 を出力軸２１
６の突出する面Ｆ4 に投影したものを、共通接線Ｓで結
んだ形状で、且つ２つの「円」の部分の大きさを若干大
きくした寸法の開口部２０７が形成されている。この開
口部２０７は出力カバー２０６の印籠部を兼用してい
る。出力カバー２０６は出力軸軸受２２０Ａ及び３段目
ピニオン軸受２１９Ａを収納するハウジングを兼用して
おり、この印籠部を介してボルト等によって歯車箱２０
５の面Ｆ4 の開口部２０７を塞ぐようにして固定され
る。

【００４３】モータ取付面（面Ｆ5 ）の対向面Ｆ6 は開
口部のない面とし、ここに据付面加工用肉盛２２２とね
じ孔加工用肉盛２２３が設けられている。又、出力軸２
１６と平行な面のうちＦ1 にはフランジ部２６０及びボ
ルト孔２６２が形成され、いわゆる脚取付による据付け
ができるようになっている。

【００４４】なお、図の符号２０４は入力カバー、２１
１はベベルピニオン軸、２１８Ａ、２１８Ｂはベベルピ
ニオン軸受、２１９Ａ、２１９Ｂは３段目ピニオン軸
受、２２０Ａ、２２０Ｂは出力軸軸受、２２１はベベル
ピニオンハウジングをそれぞれ示している。

【００４５】次にこの実施例の作用を説明する。

【００４６】出力軸２１６、出力ギヤ（３段目ギヤ）２
１５、出力軸軸受２２０Ａ、２２０Ｂは歯車箱２０５の
外で組立てる。又、ベベルギヤ２１３、３段目ピニオン
２１４、及び３段目ピニオン軸受２１９Ａ、２１９Ｂも
歯車箱２０５の外で組立てる。そして各々のセットを歯
車箱２０５に面Ｆ4 の開口部２０７から収納した後出力
カバー２０６をボルト等によって取付ければ組立が完了
する。

【００４７】分解時には、出力カバー２０６を外すこと
により各々のセットを歯車箱２０５から取出すことがで
き、容易に分解ができる。

【００４８】一方、ベベルピニオン軸２１１及びベベル
ピニオン軸受２１８Ａ、２１８Ｂ、１段目ギヤ２１０
は、これも歯車箱２０５の外でベベルピニオンハウジン
グ２２１に組立てることができ、そのまま歯車箱２０５
に収納できる。これにより、ベベルピニオン軸受２１８
Ａ、２１８Ｂの（バックラッシを低減するための）与圧
調整も歯車箱の外で行うことができる。

【００４９】更に、歯車箱２０５は基本的には６つの面
Ｆ1 〜Ｆ6 が一体で構成されているため、非常に剛性が
高く、又、必要に応じてモータ取付面の対向面Ｆ6 の肉
盛部２２２、あるいは２２３を利用して例えばここにボ
ルト孔を加工する等の追加工を行うことにより、この面
Ｆ6 を容易に据付面とすることができる。又、開口部が
最小限に抑えられているため、例えば脚取付型のフラン
ジを形成する面を多く確保することができ、それだけ取
付けの自由度を高めることができる。その結果、必要に
応じて据付面を容易に変えることができ、例えば出力軸
の中心から歯車箱端までの張出寸法を小さくしてコーナ
ー部分への据付けをコンパクトにすることも容易にでき
るようになる。

【００５０】なお、上記実施例においては２段目直交軸
減速部Ｒ２をベベルピニオン２１２及びベベルギヤ２１
３で構成していたが、これを軸中心をオフセットしたハ
イポイドピニオン及びハイポイドギヤで構成することも
できる。ハイポイドピニオン及びハイポイドギヤの組合
せの場合は、効率は若干低下するが、低騒音化を図るこ
とができる。又、減速比をベベルギヤより大きくとれる
ため、同じ減速比を得る場合は、特に出力ギヤの大きさ
を小さくできるというメリットも得られる。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
歯車箱の剛性を高めながら収納される各ギヤ等の組立、
分解を非常に容易に行うことができ、又、歯車箱の据付
けの自由度を高く維持できるという優れた効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用された直交軸歯車減速機をモータ
と組合せた状態を示す正面図

【図２】図１を背面から見ると共に歯車箱の最前面を取
除いて示した拡大背面図

【図３】図２のIII −III 線に沿う拡大断面図

【図４】図２の矢示IV−IV線拡大視図

【図５】図２のＶ−Ｖ線に沿う拡大断面図

【図６】従来の直交軸歯車減速機の歯車箱の最前面を取
除いて示した正面図

【図７】図６のVII −Ｏ１−Ｏ２−VII 線に沿う断面図

【図８】図６のVIII−VIII線に沿う断面図

【符号の説明】

２０２…入力軸（モータ軸） ２１６（２１６Ａ、２１６Ｂ）…出力軸 Ｒ１…１段目平行軸減速部 Ｒ２…２段目直交軸減速部 Ｒ３…３段目平行軸減速部 ２０７…開口部 ２０９…１段目ピニオン ２１０…１段目ギヤ ２１２（２１２Ａ、２１２Ｂ）…ベベルピニオン（２段
目ピニオン） ２１３（Ａ）、２１３（Ｂ）…ベベルギヤ（２段目ギ
ヤ） ２１４…３段目ピニオン ２１５…出力ギヤ（３段目ギヤ） ２２２、２２３…肉盛部 Ｆ1 〜Ｆ6 …面

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力軸及び出力軸と、 前記入力軸に固定又は一体成形された１段目ピニオン及
   び該１段目ピニオンと噛合する１段目ギヤを含む１段目
   平行軸減速部と、 該１段目平行軸減速部からの動力を受ける２段目ピニオ
   ン及び該２段目ピニオンと噛合すると共に２段目ピニオ
   ンに対して回転方向を９０°変更する２段目ギヤを含む
   ２段目直交軸減速部と、 該２段目直交軸減速部からの動力を受ける３段目ピニオ
   ン、及び該３段目ピニオンと噛合すると共に前記出力軸
   に固定又は一体成形された３段目ギヤを含む３段目平行
   軸減速部と、 を備えた３段形の直交軸歯車減速機において、 前記１段目〜３段目減速部を収納すると共に、全体外観
   が略直方体に形成され、且つ、該直方体の６つの面が基
   本的に一体で形成された歯車箱と、 該歯車箱の前記出力軸が突出される面に形成され、且
   つ、その形状が、前記２段目直交軸減速部の２段目ギヤ
   の最外周歯先円及び前記３段目平行軸減速部の３段目ギ
   ヤの歯先円をそれぞれ当該出力軸突出面に投影したとき
   に、該投影された２つの歯先円を同時に包含し得る形状
   とされた開口部と、 を備えたことを特徴とする直交軸歯車減速機。
2. 【請求項２】請求項１において、前記開口部の形状が、
   前記投影された２つの歯先円を、それぞれの歯先円の共
   通接線で結んでできる形状と相似であって、且つこれよ
   り若干大きな寸法の形状とされたことを特徴とする直交
   軸歯車減速機。
3. 【請求項３】請求項１又は２において、前記歯車箱は、
   前記入力軸が突出される面と対向する面が開口部のない
   面で構成され、且つ当該対向面には、この面を該歯車箱
   を相手機械又はベースに据付けるための据付面とするた
   めの肉盛部が形成されていることを特徴とする直交軸歯
   車減速機。
4. 【請求項４】請求項１〜３のいずれかにおいて、前記歯
   車箱は、前記入力軸が突出される面及び出力軸が突出さ
   れる面以外の少なくとも１つの面に、該歯車箱を相手機
   械又はベースに据付けるための据付面とするための肉盛
   部が形成されていることを特徴とする直交軸歯車減速
   機。
5. 【請求項５】請求項１〜４のいずれかにおいて、前記出
   力軸が中空とされ、且つこの中空部に相手機械の従動軸
   が挿入可能とされたことを特徴とする直交軸歯車減速
   機。