JP2000232755A - ピニオン付きモータ及び直交軸ギヤドモータ - Google Patents

ピニオン付きモータ及び直交軸ギヤドモータ

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JP2000232755A
JP2000232755A JP3418399A JP3418399A JP2000232755A JP 2000232755 A JP2000232755 A JP 2000232755A JP 3418399 A JP3418399 A JP 3418399A JP 3418399 A JP3418399 A JP 3418399A JP 2000232755 A JP2000232755 A JP 2000232755A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ピニオンとモータ主要機構部の組み合わせを
容易に多種類用意することができて、低コスト且つ短納
期で多種類のギヤドモータを組み上げられるようにす
る。 【解決手段】 モータケーシング358の前後部に配し
た2つの軸受352、353によってモータシャフト3
51を支持し、前部側軸受352よりも外方に突出した
モータシャフト先端部にピニオン382が設けられたピ
ニオン付きモータにおいて、モータシャフト351を、
ロータ361と一体化され後部側軸受352によって片
持支持されたメインシャフト391と、先端にピニオン
382を有し前部側軸受352によって支持されたピニ
オンシャフト381とに軸方向二分割し、メインシャフ
ト391の前端とピニオンシャフト381の後端を、前
部側軸受352と後部側軸受353の間で軸継手380
により結合した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、モータシャフトの
先端部にベベルあるいはハイポイドピニオンを備えたピ
ニオン付きモータ、及び、該ピニオン付きモータと直交
軸歯車変速機を合体してなる直交軸ギヤドモータに関す
る。
【0002】
【従来の技術】一般に、揺動内接噛合式の遊星歯車構造
ギヤドモータの場合は、歯車変速機とモータを別シリー
ズで用意し、適当に選択して組み合わせられるようにし
ていることがある。従って、歯車変速機と組み合わせる
モータとして、多種多様な汎用モータの選択が可能とな
っている。
【0003】しかし、ベベル式やハイポイドを使用した
直交軸ギヤドモータの場合は、片持ち状態でピニオンを
ギヤケース内に配設する関係で、モータの出力軸(モー
タシャフト)にピニオンを直切りして、ギヤケースとモ
ータとを連結する構造をとっていることが多い。従っ
て、モータと歯車変速機の組み合わせを数多く用意する
ことは難しく、多種多様な汎用モータの使用は実際上困
難であった。
【0004】図4は、モータの出力軸にピニオンを直切
りしたギヤドモータの公知例を示している(特許262
8983号参照)。この図において、110はハイポイ
ド歯車を使用した減速機(直交軸歯車変速機)、150
はモータである。ハイポイド減速機110は、入力軸1
11と、中間軸112と、出力軸113を有している。
【0005】入力軸111と中間軸112は直交した関
係にあり、中間軸112と出力軸113は平行な関係に
ある。従って、入力軸線L1と出力軸線L2は平面視で
直交した関係(ねじれの状態)にある。この場合の入力
軸111は、モータ150の出力軸151そのものによ
って構成されており、ギヤケース119の外部からギヤ
ケース119の内部に挿入され、入力軸111の先端部
にはハイポイドピニオン114が直切りされている。
【0006】モータ出力軸151は、モータケーシング
159の前部と後部に配された軸受152、153によ
り回転自在に支持されており、モータ出力軸151の先
端部が前部側の軸受152よりも外部に突出し、当該部
分がハイポイド減速機110の入力軸111として機能
するようになっている。従って、ハイポイドピニオン1
14は、前記前部側の軸受152に片持支持された状態
でギヤケース119内に挿入されている。
【0007】ハイポイドピニオン114は、中間軸11
2に設けたハイポイドギヤ115と噛合し、中間軸11
2に設けた歯車116は、出力軸113に設けた歯車1
17と噛合している。そして、ハイポイドピニオン11
4から入力された回転が、ハイポイドギヤ115→中間
軸112→歯車116→歯車117→出力軸113と伝
達され、出力軸113から減速回転出力が取り出される
ような構成となっている。
【0008】又、図5は直交軸ギヤドモータの別の公知
例を示している(特開平5−300695号公報参
照)。このギヤドモータは、例えば、揺動内接噛合式の
遊量歯車構造に係るギヤドモータのように、減速機とモ
ータをそれぞれ独立した形に分離できるようにし、減速
機とモータの組み合わせを自由に選べるようにしたもの
である。
【0009】図5において、210はハイポイド減速
機、250はモータである。ハイポイド減速機210に
おいて、211は入力軸、212は中間軸、213は出
力軸であり、中間軸212にハイポイドギヤ215と歯
車216が設けられ、出力軸213に歯車217が設け
られているところまでは、図4のハイポイド減速機と同
じである(図では、同じ部品要素に下二桁が同じ符号を
付して示してある)。
【0010】違うのは、ギヤケース219の本体ケース
部219A(図4のギヤケース119に相当する)に連
結ケース部219Bを合体したことと、入力軸211を
モータ250から独立させて、ハイポイド減速機210
に初めから装備したことである。
【0011】入力軸211は、先端部がギヤケース本体
219の外部からギヤケース本体219の内部に挿入さ
れており、その先端部にハイポイドピニオン214が形
成されている。そして、入力軸211は、連結ケース部
219B内に間隔をおいて配置した2つの軸受218
A、218Bによって回転可能に支持されている。
【0012】この場合の入力軸211はホロー形シャフ
トで構成されており、両軸受218A、218Bで両持
ち支持された入力軸211の後端部211aに、後端面
の開口からモータ250の出力軸251の先端部が嵌合
連結されている。又、連結ケース部219Bの端部には
モータ取付フランジ220が設けられ、このモータ取付
フランジ220に、モータ250側のフランジ260が
連結されている。
【0013】このように、ハイポイドピニオン214を
先端に有したホロー形の入力軸211を、連結ケース部
219Bに独立して回転自在に取り付けたことによっ
て、図5のハイポイド減速機210は、多種多様なモー
タ250との組み合わせが可能となっており、例えば別
シリーズのギヤドモータのモータを共通に利用できるよ
うになっている。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した2
つの公知技術にはいずれも解決すべき課題があった。
【0015】まず、図4の技術のように、モータ出力軸
151の先端部にハイポイドピニオン114を直切りし
ている場合は、多数種類のモータを用意するのに、ピニ
オンを直切りした多数種類のモータ出力軸を用意しなけ
ればならない。つまり、モータの種類毎にハイポイドピ
ニオン114を加工しなくてはならない(モータの種類
が変わると、モータ出力軸の径や長さが変わるため)。
例えば、ハイポイドピニオン151は1種類だけ用意す
ればよい場合であっても、モータの主要機構部分(ピニ
オン以外の通常のモータとして機能する部分)の種類が
異なる毎に、モータの出力軸にピニオンを加工しなくて
はならなかった。
【0016】しかしながら、周知の如く、ハイポイドピ
ニオンやベベルピニオンは、径方向の寸法及び加工基準
面からの寸法の双方の精度が要求され、又、加工工程
上、軸の長さが異なる毎に沿具を用意する必要があるた
め、多数種類のピニオンシャフトを準備するというのは
非常にコスト高となるという問題があった。
【0017】従って、多数種類のモータを全て歯車変速
機に対して組み合わせ可能に用意することは実際上困難
であり、予め即座に対応できるように用意したもの以外
のモータを組み合わせる場合には、客先からの注文を受
けてから沿具の準備を含めてピニオンの加工を開始する
ことが多く、低コスト且つ短納期で納入するのが難しい
という問題があった。
【0018】又、図5のギヤドモータの場合は、図4の
もののようにハイポイドピニオンをモータ出力軸に直切
りしないですむため、組み合わせるモータの選択の幅
を、サイクロ式ギヤドモータと同様に、汎用モータにま
で広げることができるが、別の問題がある。
【0019】即ち、ハイポイド減速機210の入力軸2
11の紙面右半分側を2つの軸受218A、218Bで
両持ち支持しているので、モータ250と連結してギヤ
ドモータを完成させた際に、モータ250の前端の軸受
252と、入力軸211を支持する軸受218A、21
8Bとが近い位置で3つ並ぶことになり、そのため、過
剰設計となってコストアップになるばかりか、軸方向寸
法の増大につながるという問題があった。
【0020】本発明は、上記事情を考慮し、ピニオンと
モータ主要機構部の組み合わせを容易に多種類用意する
ことができて、低コスト且つ短納期で多種類のギヤドモ
ータを組み上げることができ、しかも、ギヤドモータを
構成した場合に軸受の数や軸方向寸法を最小限に抑える
ことのできるピニオン付きモータ、及び、該ピニオン付
きモータを使用した直交軸ギヤドモータを提供すること
を目的とする。
【0021】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、モー
タケーシングの前部と後部に配した2つの軸受によって
モータシャフトが回転自在に支持され、前記前部軸受よ
りも外方に突出したモータシャフトの先端部に、歯車変
速機に入力回転を与えるためのピニオンが設けられたピ
ニオン付きモータにおいて、前記モータシャフトが、ロ
ータと一体化され前記後部軸受によって片持支持された
メインシャフトと、先端に前記ピニオンを有し前記前部
軸受によって支持されたピニオンシャフトとに、軸方向
に二分割され、且つ、前記メインシャフトの前端とピニ
オンシャフトの後端が、前記前部軸受と後部軸受の間で
軸継手によって結合されていることにより、上記課題を
解決したものである。
【0022】この発明では、モータシャフトをメインシ
ャフトとピニオンシャフトに軸方向二分割し、モータケ
ーシング内の2つの軸受間でそれらを軸継ぎしたので、
軸受の個数を増やさず、又、そのために軸方向寸法を増
やさずに、メインシャフトを含んだモータの主要機構部
と、先端にピニオンを有したピニオンシャフトとの組み
合わせを自由に選択して、多種類のピニオン付きモータ
を簡単且つ低コストに用意することができる。
【0023】その結果、例えば、1種類のピニオンシャ
フトに対して多種類のモータ主要機構部を組み合わせる
ことが容易にできるようになるため、結果的に多種類の
ピニオン付きモータを簡単に用意することができる。
【0024】その場合、ピニオンシャフト側とメインシ
ャフト側(モータの主要機構部側)の組み合わせを簡単
に変えられるようにするため、請求項2の発明では、前
記モータケーシングを、前記後部軸受を介してメインシ
ャフトを保持する本体ケーシングと、前記前部軸受を介
してピニオンシャフトを保持する前部カバーとに分割
し、本体ケーシングの前端に前部カバーを結合してい
る。
【0025】従って、この発明ではピニオンシャフトを
予め組み込んだ前部カバーと、ロータと一体のメインシ
ャフトを予め組み込んだ本体ケーシングとをそれぞれに
用意しておいて適当に選択し合体させれば、簡単に多種
類のピニオン付きモータを用意することができる。
【0026】請求項3の発明では、前記軸継手として、
メインシャフトの前端又はピニオンシャフトの後端のい
ずれか一方に他方の嵌まる嵌合穴を設け、前記一方と他
方を、圧入、焼き嵌め、接着等の結合方法で結合してい
る。
【0027】このような手段で結合した場合は、キーや
スプラインが不要であるから、低コスト化を図ることが
できると共に、コンパクト化を図ることもできる。
【0028】又、請求項1〜3のいずれかに記載のピニ
オン付きモータを、直交軸歯車変速機と合体することに
より、請求項4の発明の直交軸ギヤドモータが構成され
ている。
【0029】即ち、請求項4の発明は、入力軸線と出力
軸線とが平面視で直交した関係にあり、前記入力軸線上
においてギヤケース外部からギヤケース内部に挿入され
たピニオンにより、出力軸線と平行な軸線回りに回転す
る歯車に入力回転が与えられる直交軸歯車変速機と、モ
ータシャフトの先端部に前記ピニオンを備えたピニオン
付きモータとを合体してなる直交軸ギヤドモータにおい
て、前記ピニオン付きモータとして、請求項1〜3のい
ずれかに記載のピニオン付きモータを使用し、該ピニオ
ン付きモータのモータケーシングと前記直交軸歯車変速
機のギヤケースとを結合し一体化したことにより、上記
課題を解決したものである。
【0030】又、請求項5発明は、前記ピニオンと該ピ
ニオンと噛合する前記歯車をハイポイドギヤとしたもの
である。
【0031】本発明は、モータ軸の先端に形成するピニ
オンの形状は特に限定されないが、このピニオンが(平
行軸型のピニオンではなく)、ハイポイドピニオンのよ
うな直交型のピニオンであるときに特にその効果が顕著
となる。その理由は前述した通りである。
【0032】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。
【0033】図1は本発明の第1実施形態として示すハ
イポイド式ギヤドモータの断面図である。このギヤドモ
ータにおいて、符号310はハイポイド減速機(直交軸
歯車変速機)、350はピニオン付きモータである。
【0034】このハイポイド減速機310において、L
1は入力軸線、L2は出力軸線であり、これらは互いに
平面視で直交した関係(ねじれた状態)にある。出力軸
313は出力軸線L2上にあり、それと平行に中間軸3
12が配され、該中間軸312と直交する関係で、モー
タ350から延ばしたハイポイドピニオン382(入力
軸に相当)が中間軸312とオフセットした位置に配置
されている。
【0035】出力軸313と中間軸312は、それぞれ
軸受321、322、323、324によってギヤケー
ス319に回転自在に支持され、中間軸312にはハイ
ポイドギヤ315と歯車316が設けられ、出力軸31
3には中間軸312上の歯車316と噛合する歯車31
7が設けられている。
【0036】一方、モータ350は、モータケーシング
359とモータシャフト351を有しており、モータシ
ャフト351の先端部に前記ハイポイドピニオン382
を備えている。モータシャフト351は、モータケーシ
ング359の前端と後端に配置した2つの軸受352、
353によって、モータケーシング359に回転自在に
両持ち支持されている。
【0037】モータシャフト351は軸方向に2つに分
離され、前半部がピニオンシャフト381とされ、後半
部がメインシャフト(本来のモータシャフトに相当)3
91とされている。メインシャフト391は、モータ主
要機構部分を構成するロータ361と一体化され、(ピ
ニオンシャフト381装着前において)前記後部側の軸
受353によって片持支持されている。ピニオンシャフ
ト381は、自身の長さ方向の中間部で前記前部側の軸
受352によって支持され、該軸受352よりも外方に
突出した先端部分にハイポイドピニオン382を有して
いる。そして、メインシャフト391の前端とピニオン
シャフト381の後端が軸継手380によって結合され
ている。
【0038】ここでは、軸継手380として、ピニオン
シャフト381の後端に嵌合用軸部383が設けられ、
メインシャフト391の前端に嵌合穴354aを有する
嵌合用筒部354が設けられ、嵌合用軸部383を嵌合
用筒部354の嵌合穴354aにキー390を介して嵌
合することで、メインシャフト391とピニオンシャフ
ト381とが、前記前部側の軸受352と後部側の軸受
353との間で一体に結合されている。
【0039】又、モータケーシング359は、筒状ケー
シング355の後端に後部カバー356を配すると共
に、前端に前部カバー357を配し、これらを通しボル
ト363で一体に結合したものであり、筒状ケーシング
355と後部カバー356とにより、モータの主要構成
部を成す本体ケーシング358が構成されている。
【0040】メインシャフト391の後端を支持する後
部側の軸受353は後部カバー356に嵌合され、ピニ
オンシャフト381を支持する前部側の軸受352は前
部カバー357に嵌合されている。前部側の軸受352
は、前部カバー357にボルト365で結合したスペー
サ364により抜け止めされており、ピニオンシャフト
381は、軸受352の側面に当接する鍔部384と、
その反対側に設けた止めリング386によって軸方向の
位置決めが成されている。なお、軸受352の隣には、
ピニオンシャフト381の貫通部分をシールするための
シール部材385が配されている。
【0041】そして、ハイポイド減速機310の入力軸
線L1上にモータ350の軸線を配置し、ハイポイドピ
ニオン382をハイポイド減速機310のギヤケース3
19内に挿入してハイポイドギヤ315に噛合させ、そ
の状態でモータ350の前部カバー357をギヤケース
319にボルト399で結合することにより、この図の
ギヤドモータが構成されている。
【0042】このギヤドモータの場合、ピニオン付きモ
ータ350のモータシャフト351を、メインシャフト
391とピニオンシャフト381に二分割した上で軸継
ぎしているので、メインシャフト391を含んだモータ
の主要機構部とピニオンシャフト381の組み合わせを
自由に選択することができる。つまり、ハイポイド減速
機310に応じて選定したピニオンシャフト381に対
して、多種類のモータ主要機構部を自由に組み合わせる
ことができる。従って、ハイポイドピニオン382の加
工をモータ主要機構部の種類毎に行う必要がなくなり、
加工コストや部品コストを低減できるばかりでなく、短
納期及び低コストでギヤドモータを客先に納品すること
ができる。
【0043】又、そのための構成として、図5の公知例
のように新たに軸受を付加したりせず、シャフトを分離
し軸継ぎした以外は、図4のピニオン直切りタイプと基
本的に同じ構成としたので、無駄な軸受を使用しないコ
ンパクトな構造とすることができる。
【0044】又、ピニオンシャフト381側とメインシ
ャフト391側(モータの主要機構部側)の組み合わせ
を変える場合には、後部軸受353を介してメインシャ
フト391を保持する本体ケーシング358と、前部軸
受352を介してピニオンシャフト381を保持する前
部カバー357とを切り離して、新たに結合すればよい
ので、簡単に多種類のピニオン付きモータ350を用意
することができ、簡単に多種類のギヤドモータを組み上
げることができる。
【0045】例えば、図2の実施形態のギヤドモータの
ように、ブレーキ475の付いたモータ450を組み合
わせることも簡単にできるし、容量を変えたモータを別
に組み合わせることも簡単にできる。その場合は、前部
カバー及びピニオンシャフトを除いたモータ主要機構部
のみの変更で済む。
【0046】又、図3に示すように、軸継手580とし
て、メインシャフト591の前端に嵌合用軸部583を
設け、ピニオンシャフト581の後端に嵌合穴554a
を有する嵌合用筒部554を設け、嵌合用軸部583を
嵌合用筒部554の嵌合穴554aにキー590を介し
て嵌合することで、メインシャフト581とピニオンシ
ャフト591とを、前部側の軸受552と後部側の軸受
553との間で一体に結合するようにしてもよい。
【0047】ここで、図2、図3においては、図1のも
のと同一構成要素に、それぞれ400番台、500番台
で下二桁が同じ符号を付すことにより、他の構成の説明
は省略する。
【0048】又、前記軸継手380、480、580に
おいては、キー390、490、590を用いて嵌合用
筒部354、454、554と嵌合用軸部383、48
3、583を一体回転するよう結合したが、スプライン
を用いて結合してもよい。あるいは、嵌合用筒部35
4、454、554と嵌合用軸部383、483、58
3を、圧入、焼き嵌め等の締まり嵌めや、接着、あるい
はこれらの組合せによって結合してもよい。圧入、焼き
嵌め、接着によって結合した場合は、キーやスプライン
等の部品が不要であるから、コストを圧縮することがで
きる上、一層のコンパクト化を図ることもできる。
【0049】又、上記各実施形態では、直交歯車減速機
がハイポイド減速機310、410、510である場合
を示したが、ベベル減速機の場合も同様である。
【0050】なお、平行軸型のピニオンは、それ自体加
工が容易であるため本発明本来の効果という観点ではメ
リットは少ないが、本発明ではこれを排除するものでは
ない。
【0051】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ピニオン付きモータのモータシャフトを、メインシャフ
トとピニオンシャフトに二分割した上で軸継ぎしている
ので、メインシャフトを含んだモータの主要機構部とピ
ニオンシャフトの組み合わせを自由に選択することがで
きる。
【0052】従って、ピニオンの加工をモータ主要機構
部の種類毎に行う必要がなく、加工コストや部品コスト
を低減でき、短納期及び低コストでギヤドモータを客先
に納品することができる。
【0053】しかも、そのための構成として、新たに軸
受を付加したりせず、シャフトを分離し軸継ぎした以外
は、ピニオン直切りタイプと基本的に同じ構成としたの
で、無駄な軸受を使用しないコンパクトな構造を実現す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態のギヤドモータを示す断面図
【図2】本発明の他の実施形態のギヤドモータを示す断
面図
【図3】本発明のさらに他の実施形態のギヤドモータを
示す断面図
【図4】従来のハイポイド式ギヤドモータの例を示す断
面図
【図5】従来の他のハイポイド式ギヤドモータの例を示
す断面図
【符号の説明】
310、410、510…ハイポイド減速機(直交軸歯
車変速機) 315、415、515…ハイポイドギヤ(歯車) 319、419、519…ギヤケース 350、450、550…ピニオン付きモータ 351、451、551…モータシャフト 352、452、552…前部側の軸受 353、453、553…後部側の軸受 354a、454a、554a…嵌合穴 357、457、557…前部カバー 358、458、558…本体ケーシング 359、459、559…モータケーシング 361、461、561…ロータ 380、480、580…軸継手 381、481、581…ピニオンシャフト 382、482、582…ハイポイドピニオン 391、491、591…メインシャフト L1…入力軸線 L2…出力軸線
フロントページの続き Fターム(参考) 3J009 DA17 DA18 EA06 EA12 EA18 EA25 EA34 EA43 EB20 EB24 EC07 FA14 3J063 AA31 AB04 AC01 BB41 BB48 CA01 CB41 CD45 5H607 AA00 BB01 BB14 CC01 CC03 CC09 DD01 DD02 DD03 DD07 DD16 DD17 EE31 EE36 EE49 EE50 GG08

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】モータケーシングの前部と後部に配した2
    つの軸受によってモータシャフトが回転自在に支持さ
    れ、前記前部軸受よりも外方に突出したモータシャフト
    の先端部に、歯車変速機に入力回転を与えるためのピニ
    オンが設けられたピニオン付きモータにおいて、 前記モータシャフトが、ロータと一体化され前記後部軸
    受によって片持支持されたメインシャフトと、先端に前
    記ピニオンを有し前記前部軸受によって支持されたピニ
    オンシャフトとに、軸方向に二分割され、 且つ、前記メインシャフトの前端とピニオンシャフトの
    後端が、前記前部軸受と後部軸受の間で軸継手によって
    結合されていることを特徴とするピニオン付きモータ。
  2. 【請求項2】請求項1において、 前記モータケーシングが、前記後部軸受を介してメイン
    シャフトを保持する本体ケーシングと、前記前部軸受を
    介してピニオンシャフトを保持する前部カバーとに分割
    され、前記本体ケーシングの前端に前記前部カバーが結
    合されていることを特徴とするピニオン付きモータ。
  3. 【請求項3】請求項1又は2において、 前記軸継手として、メインシャフトの前端又はピニオン
    シャフトの後端のいずれか一方に他方の嵌まる嵌合穴を
    設け、前記一方と他方を、圧入、焼き嵌め、接着の少な
    くとも1つの手段で結合したことを特徴とするピニオン
    付きモータ。
  4. 【請求項4】入力軸線と出力軸線とが平面視で直交した
    関係にあり、前記入力軸線上においてギヤケース外部か
    らギヤケース内部に挿入されたピニオンにより、前記出
    力軸線と平行な軸線回りに回転する歯車に入力回転が与
    えられる直交軸歯車変速機と、モータシャフトの先端部
    に前記ピニオンを備えたピニオン付きモータとを合体し
    てなる直交軸ギヤドモータにおいて、 前記ピニオン付きモータとして、請求項1〜3のいずれ
    かに記載のピニオン付きモータを使用し、該ピニオン付
    きモータのモータケーシングと前記直交軸歯車変速機の
    ギヤケースとを結合して一体化したことを特徴とする直
    交軸ギヤドモータ。
  5. 【請求項5】請求項4において、 前記ピニオンと該ピニオンと噛合する前記歯車がハイポ
    イドギヤよりなることを特徴とする直交軸ギヤドモー
    タ。
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