JP2002276744A - 減速機及びギヤドモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 出力軸の支持剛性が高く、コンパクトで簡単
な構造の減速機及びギヤドモータを提供する。 【解決手段】 入力軸１２における出力軸１４側の端部
１２Ａに、該出力軸１４側に同軸的に開口する中空穴１
８を形成し、該中空穴１８に出力軸１４の一部を挿入す
ると共に、中空穴１８内に出力軸１４を支持するための
第１の出力軸ベアリング２０を配置した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、産業機械、輸送機
械等に用いられる減速機及びギヤドモータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば図３及び図４に示される減
速機１００のように、入力軸１０２と、該入力軸１０２
に同軸的に配置される出力軸１０４と、入力軸１０２の
回転を所定の減速比で減速して出力軸１０４に伝達する
減速機構１０６と、を備えた減速機が知られている。

【０００３】減速機構１０６は、コンパクトで大きな減
速比を実現することができる偏心揺動型内接噛合遊星歯
車機構とされている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の減速
機は、減速機構１０６で生じる荷重変動や出力軸１０４
に作用する相手機械からの外部ラジアル荷重を、出力軸
１０４を支える一対のベアリング１０８Ａ、１０８Ｂに
よって支持していたため、支持の安定性を増大させるた
めには、一般に図３のＸ区間を長くすることが必要であ
った。

【０００５】このため、減速機構１０６がコンパクトで
あるにも拘らず、結果として減速機１００の軸方向長さ
が長くなってしまうという問題があった。

【０００６】これに対して、特許公報第２７６１１３０
号に示される構造の減速機が知られている。この減速機
は、出力軸を支持する２つのベアリングの間に減速機構
を配置することにより、軸線方向のコンパクト化が図ら
れているが、出力軸を支持する入力軸側の軸受と減速機
構との間に支持リングを設置する必要があり、複雑な構
造となっていた。

【０００７】本発明は、以上の問題点に鑑みてなされた
ものであって、出力軸の支持剛性が高く、コンパクトで
簡単な構造の減速機及びこの減速機を備えたギヤドモー
タを提供することを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、入力軸と、該
入力軸に同軸的に配置される出力軸と、前記入力軸の回
転を所定の減速比で減速して前記出力軸に伝達する減速
機構と、を備えた減速機において、前記入力軸における
前記出力軸側の端部に、該出力軸側に同軸的に開口する
中空穴を形成し、該中空穴に前記出力軸の一部を挿入す
ると共に、該中空穴内に該出力軸を支持するためのベア
リングを配置したことにより、上記課題の解決を図った
ものである。

【０００９】即ち、出力軸の一部を入力軸に形成した中
空穴内に挿入することにより軸線方向のコンパクト化を
図ると共に、該中空穴内に設置したベアリング及び入力
軸を介して出力軸を安定支持したものである。

【００１０】従来減速機は、入力軸のトルクが増幅され
て出力軸に伝達されるため、一般的に出力軸の方が入力
軸よりも太くされている。

【００１１】従って、２つの軸の太さの違いに着目し、
出力軸における入力軸側の端部に中空穴を形成し、該中
空穴内に入力軸を挿入するとともに、入力軸を支持する
ベアリングを出力軸の中空穴内に配置するという構造も
考え得る。

【００１２】しかし、この構造は、入力軸と減速機構と
の連結部が中空穴の外側、即ち出力軸から軸線方向に離
間した位置に設けられることになり、それだけ減速機が
軸線方向に突出し、減速機の十分なコンパクト化を図る
ことができない。

【００１３】本発明は、発想を逆転させ、従来出力軸よ
りも細く形成される入力軸を敢えて出力軸よりも太く
し、該入力軸に中空穴を形成して、この中空穴の中に出
力軸を挿入し、この問題を解消した。

【００１４】本発明によれば、２つの軸の組合せが軸線
方向にコンパクトとなると共に、中空穴の径方向外側で
入力軸と減速機構とを連結することが可能となり、コン
パクトな減速機を実現することができる。

【００１５】特に、中空穴内の出力軸の先端が、減速機
構の中心部を貫通すれば、２つの軸の重複部分の径方向
外側で入力軸と減速機構とを連結することができ、入力
軸、出力軸及び減速機構を軸線方向にコンパクトに組み
合わせることができる。

【００１６】又、前記中空穴内のベアリングを減速機構
よりも入力側に配置することができ、更に出力軸を支持
する他のベアリングを減速機構よりも出力側に設けるよ
うにすれば、出力軸を介して減速機構を両持支持するこ
ととなり、減速機構を安定支持することができる。

【００１７】特に、前記中空穴内のベアリングと、前記
入力軸を外側から支持するベアリングを、少なくともそ
れぞれの一部が軸線方向に垂直な同一平面上に位置する
ように配置すれば、出力軸及び減速機構の支持剛性を高
めることができる。

【００１８】なお、入力軸を太くすることにより入力軸
の曲げ剛性が高まるので、入力軸を片持ち状態で減速機
構に連結しても、減速機構を安定支持することができ、
減速機構の軸線方向両側で入力軸を両持ち支持するより
も軸線方向にコンパクトな減速機とすることができる。

【００１９】又、前記減速機構は、前記入力軸と共に回
転するセンタ部と、前記入力軸と同軸的に配置され、且
つ、固定設置されたリング状の内歯歯車と、該内歯歯車
に内接噛合し、且つ、前記センタ部に係合して該センタ
部の回転により揺動回転する外歯歯車と、該外歯歯車に
係合して、該外歯歯車の自転成分と同期しつつ前記出力
軸と共に回転するキャリヤ部と、を含んでなる偏心揺動
型内接噛合遊星歯車機構としてもよい。

【００２０】内接遊星歯車機構は、比較的大きな減速比
を実現することができると共に、コンパクトである。

【００２１】更に、（太い）入力軸が該入力軸に最も接
近して配置されるセンタ部と共に回転するので、入力軸
と内接遊星歯車機構との連結構造を剛性が高くコンパク
トな構造とすることができる。

【００２２】なお、この減速機と、モータと、を組み合
わせ、該モータのモータ軸と前記入力軸とを一体化する
と共に、モータ軸の入力軸側ベアリングと入力軸のベア
リングとを兼用させ、入力軸を該兼用としたベアリング
から片持状態で減速機内に臨ませたギヤドモータを構成
するようにしてもよい。

【００２３】このようにすることで、支持剛性が高くコ
ンパクトなギヤドモータを実現することができる。

【００２４】即ち、モータ軸は一般的に高い支持剛性が
求められ、２つのベアリングで支持されている。入力軸
を該モータ軸と一体化することにより、入力軸は高い剛
性で安定支持される。

【００２５】又、上記のように入力軸は太くされて高い
曲げ剛性を有しているので、入力軸を片持状態で減速機
内に臨ませることができる。従って、モータ軸の入力軸
側のベアリングと入力軸のベアリングとを兼用させるこ
とにより、入力軸のみのためのベアリングを不要とする
ことができる。

【００２６】これにより、出力軸を支持する２つのベア
リングと入力軸、即ちモータ軸を支持する２つのベアリ
ングの計４個のベアリングでモータ軸、入力軸及び出力
軸を支持することができ、一般に５個〜６個以上のベア
リングを要する従来のギヤドモータに対してコンパク
ト、且つ、低コストなギヤドモータを実現することがで
きる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の例を
図面を参照して詳細に説明する。

【００２８】図１及び図２に示されるように、本発明の
実施の形態の例に係る減速機１０は、入力軸１２と、該
入力軸１２に同軸的に配置される出力軸１４と、入力軸
１２の回転を所定の減速比で減速して出力軸１４に伝達
する減速機構１６と、を備えている。

【００２９】入力軸１２における出力軸１４側の端部１
２Ａには、該出力軸１４側に同軸的に開口する中空穴１
８が形成されている。又、該中空穴１８には出力軸１４
の一部が挿入されると共に、該出力軸１４を支持するた
めの第１の出力軸ベアリング２０が配置されている。

【００３０】更に、減速機１０はモータ２１に一体に組
み付けられてギヤドモータ２２を構成している。このギ
ヤドモータ２２は、該モータ２１のモータ軸２４と入力
軸１２とを一体化すると共に、モータ軸２４の入力軸１
２側ベアリング２６と入力軸１２のベアリングとを兼用
させ、入力軸１２の端部１２Ａを該兼用とした第１のモ
ータ軸ベアリング２６から片持状態で減速機１０内に臨
ませている。第１のモータ軸ベアリング２６はボールベ
アリングで、入力軸１２と一体のモータ軸２４における
端部１２Ａと反対側の端部２４Ａにも、ボールベアリン
グである第２のモータ軸ベアリング２８が配置されてい
る。

【００３１】入力軸１２は、これら第１のモータ軸ベア
リング２６及び第２のモータ軸ベアリング２８により回
転自在に２点支持され、且つ、軸線方向の移動が規制さ
れている。

【００３２】中空穴１８は第１のモータ軸ベアリング２
６よりも若干モータ２１側の位置まで延在されている。

【００３３】中空穴１８内に挿入されている出力軸１４
の先端１４Ａは、減速機構１６の中心部を貫通してい
る。

【００３４】第１の出力軸ベアリング２０はニードルベ
アリングで先端１４Ａの近傍に配置されている。

【００３５】又、第１の出力軸ベアリング２０と、第１
のモータ軸ベアリング２６は、軸線方向に垂直な同一平
面上に配置されている。

【００３６】出力軸１４は、第１の出力軸ベアリング２
０及び第２の出力軸ベアリング３０により２点支持さ
れ、且つ、軸線方向の移動が規制されている。

【００３７】第２の出力軸ベアリング３０は、ボールベ
アリングで出力軸１４の軸線方向中央部１４Ｂを支持し
ている。

【００３８】出力軸１４における入力軸１２から離反す
る側の端部１４Ｃは、第２の出力軸ベアリング３０から
突出し、キー１４Ｄを介して外部装置に連結自在とされ
ている。

【００３９】減速機構１６は、入力軸１２と共に回転す
るセンタ部３２と、入力軸１２と同軸的に配置され、且
つ、固定設置されたリング状の内歯歯車３４と、該内歯
歯車３４に内接噛合し、且つ、センタ部３２に係合して
該センタ部３２の回転により揺動回転する外歯歯車３６
と、該外歯歯車３６に係合して、該外歯歯車３６の自転
成分と同期しつつ出力軸１４と共に回転するキャリヤ部
３８と、を含んでなる偏心揺動型内接噛合遊星歯車機構
とされている。

【００４０】センタ部３２は、円板状の偏心体で、偏心
した中心孔において入力軸１２の端部１２Ａ外周面にキ
ー３２Ａを介して連結されている。

【００４１】内歯歯車３４は、リング状部材３４Ａの内
周面に複数形成された円弧溝に外ピン３４Ｂが嵌合した
構造で、これら外ピン３４Ｂが内歯を形成している。

【００４２】リング状部材３４Ａは出力側ケース部材４
０及び入力側ケース部材４２により軸線方向両側から挟
持されて、ボルト４４で一体に締結されている。

【００４３】なお、出力側ケース部材４０は第２の出力
軸ベアリング３０を支持し、入力側ケース部材４２は第
１のモータ軸ベアリング２６を支持している。

【００４４】外ピン３４Ｂも、両ケース部材により軸線
方向両側及び径方向内側から支持されている。

【００４５】外歯歯車３６は、外歯において外ピン３４
Ｂと噛合係合し、中心孔においてニードルベアリング４
６を介してセンタ部３２と回転自在に嵌合している。

【００４６】これにより、センタ部３２が回転すると外
歯歯車３６が内歯歯車３４と噛合しつつ、揺動回転する
ようにされている。

【００４７】又、外歯歯車３６には、軸線方向の内ロー
ラ孔３６Ａが円周方向等間隔で複数形成されている。

【００４８】これら内ローラ孔３６Ａには、各々軸線方
向の内ローラ４８Ａが被せられた内ピン４８が挿通して
いる。内ローラ孔３６Ａの内径は内ローラ４８Ａの外径
よりも、センタ部３２の偏心量の２倍分大きくされてい
る。

【００４９】これにより外歯歯車３６の揺動回転成分の
うち、公転成分は内ピン４８に伝達されず自転成分のみ
が内ピン４８に伝達されるようにされている。

【００５０】キャリヤ部３８はフランジ状形状で、外周
近傍において内ピン４８と嵌着し、中心孔において出力
軸１４に嵌着している。これによりキャリヤ部３８及び
出力軸１４が外歯歯車３６の自転成分と同期して回転す
るようにされている。又、キャリヤ部３８と出力軸１４
との嵌着位置は第１の出力軸ベアリング２０と第２の出
力軸ベアリング３０との間とされている。

【００５１】モータ２１はモータ軸２４に支持されるロ
ータ２１Ａと、このロータ２１Ａの外側に僅かな隙間を
有して配置されたステータ２１Ｂと、このステータ２１
Ｂを内周面において支持する円筒形状の側面カバー２１
Ｃと、端面カバー２１Ｄとを含んで構成されている。側
面カバー２１Ｃは軸線方向一端において、入力側ケース
部材４２と嵌合し、端面カバー２１Ｄは入力側ケース部
材４２と反対側で側面カバー２１Ｃと嵌合し、該側面カ
バー２１Ｃを閉塞している。

【００５２】これら入力側ケース部材４２、側面カバー
２１Ｃ及び端面カバー２１Ｄはボルト５０で一体に締結
されている。

【００５３】なお、端面カバー２１Ｄは第２のモータ軸
ベアリング２８を支持している。

【００５４】又、図中における符号５２Ａ及び５２Ｂは
オイルシールを示しており、これらオイルシール５２Ａ
及び５２Ｂの間には潤滑油が封入されている。

【００５５】次にギヤドモータ２２の作用について説明
する。

【００５６】モータ２１に通電すると、モータ軸２４と
一体の入力軸１２が回転し、該入力軸１２と共に減速機
構１６のセンタ部３２が偏心回転する。

【００５７】これにより外歯歯車３６が内歯歯車３４と
噛み合いながら揺動回転し、該外歯歯車３６の自転成分
と同期してキャリヤ部３８及び出力軸１４が入力軸１２
の回転数よりも低い回転数に減速されて回転する。

【００５８】出力軸１４には外部装置からのラジアル荷
重が作用し得るが、出力軸１４は第１の出力軸ベアリン
グ２０及び第２の出力軸ベアリング３０で２点支持され
ているので、安定した回転を維持することができる。

【００５９】又、出力軸１４は入力軸１２に形成された
中空穴１８に挿入されているので、２つの軸は軸線方向
にコンパクトに組み合わされている。

【００６０】更に、中空穴１８内に挿入された出力軸１
４の先端１４Ａが減速機構１６の中心部を貫通し、入力
軸１２と出力軸１４の重複部分の径方向外側で入力軸１
２と減速機構１６とが連結されているので、入力軸１
２、出力軸１４及び減速機構１６の組合せも軸線方向に
コンパクトである。即ち、減速機１０は軸線方向にコン
パクトである。

【００６１】又、出力軸１４は、減速機構１６のキャリ
ヤ部３８を第１の出力軸ベアリング２０と第２の出力軸
ベアリング３０との間で両持状態で支持しており、減速
機構１６を高い剛性で支持している。

【００６２】更に、中空穴１８内の第１の出力軸ベアリ
ング２０と第１のモータ軸ベアリング２６とが軸線方向
において同一平面に配置されているので、第１の出力軸
ベアリング２０が支持する出力軸１４及び減速機構１６
の支持剛性一層高くなる。

【００６３】又、出力軸１４は外部装置を駆動する際に
回転反力を受け、この回転反力は出力軸１４から減速機
構１６を介して入力軸１２に伝達される。

【００６４】入力軸１２の端部１２Ａには、減速機構１
６のセンタ部３２からのラジアル荷重が作用する。端部
１２Ａは第１のモータ軸ベアリング２６から片持状態で
突出しているが、入力軸１２が出力軸１４よりも太くさ
れ、高い曲げ剛性を有しているので、端部１２Ａはセン
タ部３２を安定支持することができる。

【００６５】又、モータ２１のモータ軸２４と入力軸１
２とを一体化すると共に、第１のモータ軸ベアリング２
６が入力軸１２のベアリングを兼用し、入力軸１２が該
兼用とした第１のモータ軸ベアリング２６から片持状態
で減速機１０内に臨んでいるので、減速機１０とモータ
２１を組み合わせたギヤドモータ２２は、簡単な構造
で、且つ、コンパクトである。

【００６６】即ち、モータ軸２４は第１及び第２の２つ
のモータ軸ベアリング２６及び２８で支持されており剛
性が高く、該モータ軸２４と入力軸１２とを一体化する
ことにより、入力軸１２は高い剛性で安定支持される。

【００６７】又、上記のように入力軸１２は出力軸１４
よりも太くされ、高い曲げ剛性を有しているので、入力
軸１２を片持状態で減速機１０内に臨ませることがで
き、更に、第１のモータ軸ベアリング２６が入力軸１２
のベアリングを兼用することにより、入力軸１２のみの
ためのベアリングが不要となる。

【００６８】これにより、出力軸１４を支持する２つの
出力軸ベアリング２０及び３０と入力軸１２、即ちモー
タ軸２４を支持する２つのモータ軸ベアリング２６及び
２８の計４個のベアリングで出力軸１４、入力軸１２及
びモータ軸２４を支持するギヤドモータ２２を構成する
ことができ、出力軸及びモータ軸を支持するために５〜
６個以上のベアリングを要する従来のギヤドモータに対
してコンパクト、且つ、低コストなギヤドモータが実現
されている。

【００６９】なお、本実施の形態の例において、減速機
１０はモータ２１と一体に組み合わされてギヤドモータ
２２を構成しているが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、モータから独立して構成される減速機として
もよい。

【００７０】又、本実施の形態の例において、中空穴１
８内の出力軸１４の先端１４Ａが減速機構１６の中心部
を貫通すると共に、中空穴１８内の第１の出力軸ベアリ
ング２０と第１の入力軸ベアリング２８とが軸線方向に
垂直な同一平面上に配置されているが、本発明はこれに
限定されるものではなく、先端１４Ａ及び第１の出力軸
ベアリング２０と第１の入力軸ベアリング２８とを軸線
方向にずらして配置してもよい。

【００７１】この場合も、出力軸１４等の支持剛性を高
めるためには第１の出力軸ベアリング２０と第１の入力
軸ベアリング２６とを、それぞれの一部が軸線方向に垂
直な同一平面上に重なるように配置することが望まし
い。

【００７２】又、本実施の形態の例において、特に好ま
しい例として減速機構１６はセンタ部３２が偏心回転す
る偏心揺動型内接噛合遊星歯車機構を例示したが、本発
明はこれに限定されるものではなく、例えば単純遊星歯
車機構の減速機構としてもよく、更に、単純遊星ローラ
機構の減速機構としてもよい。

【００７３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
出力軸の支持剛性が高く、コンパクトで簡単な構造の減
速機及びギヤドモータを実現することが可能となるとい
う優れた効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の例に係る減速機、及び、
この減速機を備えたギヤドモータの全体構造を示す側断
図

【図２】図１におけるII−IIに沿う断面図

【図３】従来の減速機の全体構造を示す側断面図

【図４】図３におけるIV−IVに沿う断面図

【符号の説明】

１０、１００…減速機 １２、１０２…入力軸 １４、１０４…出力軸 １４Ａ…先端 １６、１０６…減速機構 １８…中空穴 ２０…第１の出力軸ベアリング ２１…モータ ２２…ギヤドモータ ２４…モータ軸 ２６…第１の入力軸ベアリング ３２…センタ部 ３４…内歯歯車 ３６…外歯歯車 ３８…キャリヤ部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｋ 7/116 Ｈ０２Ｋ 7/116 (72)発明者 梅田 和良 愛知県大府市朝日町六丁目１番地 住友重 機械工業株式会社名古屋製造所内 (72)発明者 島田 真弘 愛知県大府市朝日町六丁目１番地 住友重 機械工業株式会社名古屋製造所内 Ｆターム(参考） 3J017 AA10 CA01 3J027 FA36 FB01 FC04 GA10 GB03 GD03 GD08 GD12 GE25 3J063 AA01 AB15 AC01 BA03 BA04 BB41 CA01 CB04 CB05 CB06 CB41 CD02 3J101 AA02 AA14 AA24 AA42 AA52 AA62 AA72 AA82 AA83 BA77 FA15 FA53 FA55 GA24 GA31 GA41 5H607 AA00 AA12 BB01 BB14 CC03 DD19 EE33 EE36

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力軸と、該入力軸に同軸的に配置される
   出力軸と、前記入力軸の回転を所定の減速比で減速して
   前記出力軸に伝達する減速機構と、を備えた減速機にお
   いて、 前記入力軸における前記出力軸側の端部に、該出力軸側
   に同軸的に開口する中空穴を形成し、該中空穴に前記出
   力軸の一部を挿入すると共に、該中空穴内に該出力軸を
   支持するためのベアリングを配置したことを特徴とする
   減速機。
2. 【請求項２】請求項１において、 前記中空穴内の出力軸の先端が、前記減速機構の中心部
   を貫通していることを特徴とする減速機。
3. 【請求項３】請求項１又は２において、 前記中空穴内のベアリングと、前記入力軸を支持するベ
   アリングが、少なくともそれぞれの一部が軸線方向に垂
   直な同一平面上に配置されていることを特徴とする減速
   機。
4. 【請求項４】請求項１、２又は３のいずれかにおいて、 前記減速機構は、前記入力軸と共に回転するセンタ部
   と、前記入力軸と同軸的に配置され、且つ、固定設置さ
   れたリング状の内歯歯車と、該内歯歯車に内接噛合し、
   且つ、前記センタ部に係合して該入力部の回転により揺
   動回転する外歯歯車と、該外歯歯車に係合して、該外歯
   歯車の自転成分と同期しつつ前記出力軸と共に回転する
   キャリヤ部と、を含んでなる偏心揺動型内接噛合遊星歯
   車機構とされたことを特徴とする減速機。
5. 【請求項５】請求項１乃至４のいずれかに記載の減速機
   と、モータと、を組み合わせてなり、該モータのモータ
   軸と前記入力軸とを一体化すると共に、モータ軸の入力
   軸側ベアリングと入力軸のベアリングとを兼用させ、入
   力軸を該兼用としたベアリングから片持状態で減速機内
   に臨ませたことを特徴とするギヤドモータ。