JP2002181140A - モータ付き減速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 入力軸21、回転軸19の軸振れを抑制するこ
とでモータ騒音を容易に低減させる。 【解決手段】 駆動モータ23の回転軸19を入力軸21に
結合して回転軸19用の軸受を省略すると、入力軸21に大
きな負荷が作用するようになるが、ラジアル隙間が殆ど
存在しないアンギュラ玉軸受50で入力軸21の回転支持を
行い、しかも、該軸受50を、外輪50ａが背面合わせとな
った状態で配置したので、軸受荷重の作用点位置寸法が
長くなって軸受剛性が向上し、軸振れが効果的に抑制さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、減速機の入力軸
に駆動モータの回転軸を同軸関係を保って組み付けるこ
とで構成したモータ付き減速機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のモータ付き減速機としては、例え
ば特開平５−４４７９２号公報に記載されているような
ものが知られている。このものは、減速機の入力軸に駆
動モータの回転軸を同軸関係を保って組み付けることで
構成しているが、この減速機の入力軸は軸方向両端部が
それぞれ該減速機の固定部（ケーシング）に一対の深溝
玉軸受を介して回転可能に支持され、一方、駆動モータ
の回転軸も軸方向両端部がそれぞれ該駆動モータの固定
部に軸受を介して回転可能に支持されている。そして、
これら減速機の入力軸と駆動モータの回転軸同士は、互
いに近接する端部においてカップリングにより結合され
ている。

【０００３】しかしながら、このような従来のモータ付
き減速機にあっては、減速機の入力軸および駆動モータ
の回転軸の双方をそれぞれ、減速機、駆動モータの固定
部に軸受を介して回転可能に支持させているため、軸受
が双方に必要となって全体の軸方向長が長くなるととも
に、構造が複雑で高価となってしまうという問題点があ
る。

【０００４】このため、本出願人は、特願２０００−３
３８５９２号において、減速機の入力軸の軸方向両端部
を該減速機の固定部に軸受を介してそれぞれ回転可能に
支持するとともに、駆動モータの回転軸を前記減速機の
入力軸の駆動モータに近接する端部に結合し、これによ
り、駆動モータの回転軸支持用の軸受を省略するように
したモータ付き減速機を提案した。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この結果、前記減速機
の入力軸には従来より大きな負荷が作用するようになる
が、該入力軸の軸方向両端部を従来技術のような一対の
深溝玉軸受によって支持しようとすると、ラジアル隙間
の影響を受けて回転時に入力軸、回転軸が大きく軸振れ
し、これにより、大きなモータ騒音が発生してしまうと
いう問題点がある。

【０００６】この発明は、入力軸、回転軸の軸振れを抑
制することでモータ騒音を容易に低減させることができ
るモータ付き減速機を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このような目的は、第１
に、減速機の入力軸に駆動モータの回転軸を同軸関係を
保って組み付けることで構成したモータ付き減速機にお
いて、前記減速機の入力軸の軸方向両端部を該減速機の
固定部に、外輪が背面合わせとなった一対のアンギュラ
玉軸受を介してそれぞれ回転可能に支持するとともに、
駆動モータの回転軸を前記減速機の入力軸の駆動モータ
に近接する端部に結合することにより、第２に、前記ア
ンギュラ玉軸受の代わりに外輪が背面合わせとなった円
すいころ軸受を用いることにより達成することができ
る。

【０００８】前述のように駆動モータの回転軸を減速機
の入力軸に結合すると、減速機の入力軸には大きな負荷
が作用するようになるため、ラジアル隙間を有する、例
えば、深溝玉軸受を該入力軸と減速機の固定部との間に
介装した場合、回転時に入力軸、回転軸が大きく軸振れ
するおそれがあるが、この発明では、ラジアル隙間が殆
ど存在しないアンギュラ玉軸受、円すいころ軸受を入力
軸と固定部との間に介装したので、前述した軸振れを効
果的に抑制することができる。しかも、これら一対のア
ンギュラ玉軸受、円すいころ軸受を、外輪が背面合わせ
となった状態で配置しているので、軸受荷重の作用点位
置寸法（各軸受を構成する転動体の接触線の延長線と軸
中心線との交点、即ち交差点間の距離）が長くなって軸
受剛性、例えばモーメント負荷能力が向上し、これによ
り、さらに前述の軸振れが効果的に抑制され、モータ騒
音が効果的に低減される。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の第１実施形態を
図面に基づいて説明する。図１、２、３において、11は
エレベータの巻上げに使用するモータ付き減速機であ
り、このモータ付き減速機11は図示していない固定フレ
ームに固定された固定部材12を有し、この固定部材12は
大径円板状の大径部13と、大径部13の一側面に連続して
いる小径円板状の小径部14と、小径部14の一側面から一
側に向かって突出する複数の柱部15とを有する。ここ
で、前記大径部13の他側端面は半径方向外端部を除く大
部分が平坦面となっている。

【００１０】16は固定部としての有底円筒状のケースで
あり、このケース16の開口端（一端）は大径部13の他側
面に固定され、これにより、これらケース16と大径部13
との間には円板状の密閉空間17が形成される。18はケー
ス16の半径方向外端部に固定された円筒状のコイルであ
り、このコイル18の半径方向内側には偏心揺動型減速機
20の入力軸21と同軸の略円板状をした回転軸19が設けら
れ、この回転軸19の半径方向外端には前記コイル18に沿
って配置された複数の永久磁石22が固定されている。前
述したケース16、コイル18、回転軸19、永久磁石22は全
体として、前記減速機20に並設された駆動モータ23、こ
こでは電動モータを構成する。

【００１１】ここで、前記回転軸19の半径方向内端はく
さび部材24によって入力軸21の他端部、即ち、駆動モー
タ23に近接する端部に一体回転するよう結合されてお
り、この結果、前記コイル18に通電されると、永久磁石
22は軸線回りに回転するが、この回転は回転軸19を通じ
て入力軸21に伝達され、該入力軸21を駆動回転する。

【００１２】26は駆動モータ23の半径方向内側に収納さ
れた制動手段であり、この制動手段26は駆動モータ23の
回転部である回転軸19および永久磁石22に対して制動力
を付与する。前記制動手段26はケース16に固定されたリ
ング状の固定部材27を有し、この固定部材27の外周には
複数のガイドビス28ａ、ｂがねじ込み固定されている。

【００１３】29ａ、ｂは周方向に 180度離れて設置され
た対をなす、ここでは一対の円弧状シューであり、これ
らシュー29ａ、ｂは固定部材27の半径方向外側に配置さ
れるとともに、前記ガイドビス28ａ、ｂがそれぞれ摺動
可能に挿入されている。この結果、これらシュー29ａ、
ｂはガイドビス28ａ、ｂを介して固定部材27に半径方向
に移動可能に支持されることになる。

【００１４】30ａ、ｂは固定部材27の内周に当接可能な
一対の弧状プレートであり、これら弧状プレート30ａ、
ｂと前記シュー29ａ、ｂとは固定部材27を半径方向に貫
通する一対の連結ロッド31ａ、ｂによって互いに連結さ
れている。32ａ、ｂは連結ロッド31ａ、ｂを囲むように
して固定部材27内に収納された対をなすスプリングであ
り、これらスプリング32ａ、ｂは前記シュー29ａ、ｂに
半径方向外側に向かう付勢力を付与することで、これら
シュー29ａ、ｂを駆動モータ23の回転部である回転軸1
9、永久磁石22の内周に押し付け、これにより、これら
回転軸19、永久磁石22に制動力を付与する。

【００１５】そして、このようにシュー29ａ、ｂを有す
る２つの制動作動部を回転軸19の内周にそれぞれ押し付
けることで制動力を付与するようにすれば、駆動モータ
23に対して同時に２箇所で制動が行われるため、制動力
が２倍となるとともに、いずれか一方が故障した場合で
も残り他方で制動を行うことができる。このように制動
手段26、即ち１つの制動装置は内部に２つの制動作動部
を持っている、換言すれば、１つの電気信号に対して２
つの機械的作動部が作動するため、安全性が向上すると
ともに、モータ付き減速機11を小型化することができ
る。

【００１６】33はスプリング32ａ間およびスプリング32
ｂ間の固定部材27内に収納された電磁石であり、この電
磁石33は通電されると、シュー29ａ、ｂを吸引し、スプ
リング32ａ、ｂに対抗して半径方向内側に移動させる。
これにより、シュー29ａ、ｂは回転軸19の内周から離隔
し、駆動モータ23の回転部は制動から解除される。

【００１７】前述した固定部材27、ガイドビス28ａ、
ｂ、シュー29ａ、ｂ、弧状プレート30ａ、ｂ、連結ロッ
ド31ａ、ｂ、スプリング32ａ、ｂ、電磁石33は全体とし
て、ドラム式の前記制動手段26を構成する。そして、こ
のようにすれば、シュー29ａ、ｂから制動力が付与され
る回転軸19（通常は、別体の制動ドラム）を駆動モータ
23の回転部と共用することができ、これにより、モータ
付き減速機11を構造簡単で小型にすることができる。

【００１８】34ａ、ｂは固定部材27にピン35ａ、ｂを介
して半径方向内端部が回動可能に支持されたほぼ半径方
向に延びる一対の解除レバーであり、これらの解除レバ
ー34ａ、ｂの半径方向内端は前記弧状プレート30ａ、ｂ
の外周に係合し、一方、その半径方向外端には図示して
いないワイヤが連結されている。

【００１９】そして、電磁石33に対する通電を制御でき
ない故障時等において、駆動モータ23に対する制動を手
動で解除する場合には、前記ワイヤを引っ張って解除レ
バー34ａ、ｂを直立するよう揺動させることにより、弧
状プレート30ａ、ｂ、連結ロッド31ａ、ｂ、シュー29
ａ、ｂをスプリング32ａ、ｂに対抗して一体的に半径方
向内側に移動させる。また、36はケース16の外周に固定
された冷却用フィンである。

【００２０】このように減速機20の他側方には駆動モー
タ23、制動手段26が同軸関係を保って組み付けられてい
るが、この減速機20は柱部15の一側面に固定されたリン
グ状の端板37を有する。前述した固定部材12、端板37は
全体として、減速機20の固定部としてのキャリア38を構
成する。そして、このキャリア38は固定部材12が固定フ
レームに固定されているだけの片持ちであって、両持ち
ではないため、モータ付き減速機11を小型化することが
できる。39は小径部14、柱部15、端板37を半径方向外側
から囲む円筒状の回転可能な内歯車であり、この内歯車
39はその軸方向両端部内周と小径部14、端板37の外周と
の間に介装された一対の軸受40を介してキャリア38に回
転可能に支持されている。

【００２１】この内歯車39の外周には周方向に連続して
延びる複数のシーブ溝41が形成され、これらのシーブ溝
41にはエレベータのかごが一端に、つり合いおもりが他
端に連結された図示していない主索が掛け回されてい
る。この結果、この内歯車39はシーブと一体化している
ことになるが、これにより、シーブの内歯車39に対する
取付けが不要となるとともに、モータ付き減速機11の構
造が簡単となる。

【００２２】この内歯車39の内周でその軸方向中央部に
は内歯を構成する多数の内歯ピン42がほぼ半分だけ挿入
された状態で支持され、これら内歯ピン42は軸方向に延
びるとともに、周方向に等距離離れている。43は内歯ピ
ン42と同数の円筒状をしたローラフォロアであり、これ
らローラフォロア43は前記内歯ピン42の軸方向中央部外
側に回転可能に嵌合されている。

【００２３】46は内歯車39内で小径部14と端板37との間
に配置された複数、ここでは３枚のリング状をしたピニ
オンであり、各ピニオン46の外周には前記内歯ピン42の
数より僅かに少ない数の外歯47が形成されている。そし
て、これらピニオン46の外歯47は内歯車39の内歯ピン42
にローラフォロア43を介して噛み合っているが、その噛
み合い状態は隣接するピニオン46で 180度だけ位相がず
れている。このように回転可能な内歯ピン42のローラフ
ォロア43にピニオン46の外歯47を噛合させているので、
内歯ピン42と外歯47との噛み合いが転がり接触となって
摩擦抵抗が大幅に低減し、これにより、伝達効率が向上
するとともに、回転音が低減する。

【００２４】50はキャリア38と、該キャリア38の中央部
に遊嵌されている前記入力軸21との間に介装された一対
の軸受であり、これら軸受50により入力軸21の軸方向両
端部はそれぞれキャリア38、即ち減速機20の固定部に両
持ちで回転可能に支持される。また、前記入力軸21は軸
受50間の軸方向中央部に回転軸線から等距離だけ偏心し
た３個の偏心部51を有し、これら偏心部51のうち、隣接
する偏心部51同士は 180度だけ位相がずれている。そし
て、これら偏心部51はそれぞれころ軸受52を間に介装し
た状態でピニオン46に挿入されている。

【００２５】この結果、この入力軸21が駆動モータ23に
よって駆動回転されると、偏心部51は偏心回転し、隣接
するピニオン46を 180度だけ位相をずらせた状態で偏心
回転（公転）させる。このとき、内歯ピン42の数と外歯
47の数とが僅かに異なっているので、入力軸21の回転は
ピニオン46の偏心回転により大幅に減速されて内歯車39
に伝達され、該内歯車39を低速回転させるとともに、主
索を走行させる。

【００２６】55は前記柱部15間に周方向に離れて配置さ
れ該柱部15と同数のクランク軸であり、これらクランク
軸55の軸方向両端部は小径部14および端板37に軸受56を
介して回転可能に支持されている。また、これらクラン
ク軸55の軸方向中央部には入力軸21の偏心部51と同数
（３個）の偏心部57が形成され、これらの偏心部57はそ
れぞれころ軸受58を間に介装した状態でピニオン46に挿
入されている。これにより、前記ピニオン46はキャリア
38に偏心回転可能に支持される。

【００２７】59は半径方向外端部が内歯車39の一端面に
取り付けられたカバーであり、このカバー59は入力軸2
1、クランク軸55が遊嵌されているキャリア38の貫通孔
の一端開口および内歯車39の一端部内周とキャリア38の
他端部外周（端板37の外周）との間を閉止している。そ
して、このカバー59は円板状を呈しているため、減速機
20の一側端面も前記他側端面と同様に平坦面となってい
る。このように減速機20の両側端面が平坦面となってい
ると、減速機20のいずれの側端面にも駆動モータ23、制
動手段26を装着することができ、この結果、装着の自由
度が増大してレイアウトが豊富となる。

【００２８】前述した入力軸21、キャリア38、内歯車3
9、ピニオン46、クランク軸55、カバー59は全体とし
て、駆動モータ23の回転を減速してシーブ（内歯車39）
に出力する前記減速機20を構成する。そして、このよう
に減速機20をセンタークランク式とすれば、減速機20と
駆動モータ23とを容易に同軸上に配置することができ
る。

【００２９】また、前述のように減速機20の入力軸21の
軸方向両端部を該減速機20のキャリア38（固定部）に軸
受50を介してそれぞれ回転可能に支持、即ち、該入力軸
21を両持ちで強固に支持するとともに、該入力軸21の駆
動モータ23に近接する他端部に駆動モータ23の回転軸19
を結合したので、該回転軸19は駆動モータ23のケース16
（固定部）に回転可能に支持させなくても、入力軸21と
一体となって円滑に回転することができ、この結果、回
転軸19を支持するための軸受が不要となって装置全体の
軸方向長が短くなるとともに、構造が簡単で製作費も安
価となる。しかも、前述のように駆動モータ23の回転軸
19を略円板状とするとともに、該回転軸19の半径方向内
端に減速機20の入力軸21を結合すれば、装置全体の軸方
向長をさらに短くすることができるとともに、入力軸21
の回転支持部におけるモーメントを小さくすることがで
きる。

【００３０】ここで、前述のように駆動モータ23の回転
軸19を入力軸21の他端部に結合すると、減速機20の入力
軸21に大きな負荷が作用するようになるため、ラジアル
隙間を有する、例えば、従来技術で説明したような深溝
玉軸受を該入力軸21と減速機20のキャリア38（固定部）
との間に介装すると、回転時に入力軸21、回転軸19が大
きく軸振れするおそれがある。

【００３１】しかしながら、この実施形態においては、
前記軸受50としてラジアル隙間が殆ど存在しない（予圧
をかけることで零とすることも可能な）アンギュラ玉軸
受を用いているので、前述した軸振れを効果的に抑制す
ることができる。しかも、これら一対のアンギュラ玉軸
受50を、外輪50ａが背面合わせとなった状態、即ち、外
輪50ａの背面同士が対向した状態で配置したので、軸受
荷重の作用点位置寸法（各軸受50を構成する転動体の接
触線の延長線と軸中心線との交点、即ち交差点間の距
離）が、外輪50ａを正面合わせとしたとき、即ち、軸受
50の外輪50ａの正面同士が対向しているときより長くな
って、軸受剛性、例えばモーメント負荷能力が向上し、
これにより、さらに前述の軸振れが効果的に抑制され、
モータ騒音が効果的に低減される。

【００３２】61は入力軸21の他端部外周とキャリア38の
他端部内周との間に介装されたシール部材、62は内歯車
39の他端部外周とキャリア38の他端部内周（大径部13の
内周）との間に介装されたシール部材であり、これらシ
ール部材61、62により減速機20の開口部は全て閉止さ
れ、該減速機20の内部が密閉される。このようにシール
部材61、62によって減速機20の内部を密閉すると、該減
速機20と駆動モータ23、制動手段26との組立時に、これ
らの間に別のシール部材を配置する必要がなくなり、こ
れにより、前述の組立作業が容易となる。

【００３３】66は制動手段26の半径方向内側に配置され
るとともに、ケース16に固定された検出器としてのエン
コーダであり、このエンコーダ66の回転部は前記入力軸
21の他端部に連結され、該入力軸21の回転数を検出する
ことにより、シーブ（内歯車39）の回転数を検出する。
このようにエンコーダ66を制動手段26の半径方向内側に
配置すると、モータ付き減速機11にエンコーダ66のよう
な検出器を付加した場合にも、該モータ付き減速機11の
軸方向長さの増加を防止することができる。

【００３４】次に、この発明の第１実施形態の作用につ
いて説明する。エレベータのかごを昇降させる場合に
は、駆動モータ23のコイル18に通電して永久磁石22を回
転軸19と共に回転させる。これと同時に制動手段26の電
磁石33にも通電してシュー29ａ、ｂを吸引し、スプリン
グ32ａ、ｂに対抗して半径方向内側に移動させる。これ
により、シュー29ａ、ｂは回転軸19の内周から離隔し、
駆動モータ23を制動から解除する。この結果、回転軸19
の回転は制動手段26から制動を受けることなく入力軸21
に伝達され、該入力軸21を回転させる。

【００３５】このように入力軸21が回転すると、ピニオ
ン46が偏心回転（公転）するが、このとき、内歯ピン42
の数と外歯47の数とが僅かに異なっているので、入力軸
21の回転はピニオン46の偏心回転により大幅に減速され
て内歯車39に伝達され、該内歯車39（シーブ）を低速回
転させる。この結果、シーブ溝41に掛け回されている主
索は走行し、かごが昇降する。このとき、内歯車39の回
転数はエンコーダ66により検出され、かごの高さ位置が
制御される。

【００３６】次に、前記かごの昇降を停止する場合に
は、コイル18に対する通電を遮断して駆動モータ23の駆
動を停止させるとともに、電磁石33に対する通電も遮断
し、該電磁石33によるシュー29ａ、ｂの吸引を停止させ
る。これにより、シュー29ａ、ｂはスプリング32ａ、ｂ
の付勢力により半径方向外側に移動し、回転軸19の内周
に押し付けられる。この結果、回転軸19はシュー29ａ、
ｂとの間の摩擦抵抗により回転が規制されて駆動モータ
23に制動力が付与され、かごの昇降が停止される。

【００３７】図４はこの発明の第２実施形態を示す図で
ある。この実施形態においては、前記軸受50としてラジ
アル隙間が殆ど存在しない円すいころ軸受を用いてお
り、この結果、前述と同様に軸振れを効果的に抑制する
ことができる。しかも、これら一対の円すいころ軸受50
を、外輪50ａが背面合わせとなった状態で配置したの
で、前述と同様に軸受荷重の作用点位置寸法が長くなっ
て軸受剛性が向上し、これにより、さらに前述の軸振れ
を効果的に抑制することができる。なお、他の構成、作
用は前記第１実施形態と同様である。

【００３８】なお、前述の実施形態においては、回転軸
19の半径方向内端に入力軸21の他端部をくさび部材24に
よって結合するようにしたが、この発明においては、こ
れら回転軸、入力軸同士をキー、圧入、スプラインによ
り結合するようにしてもよい。また、前述の実施形態に
おいては、内歯ピン42の外側に円筒状のローラフォロア
43を嵌合するようにしたが、この発明においては、内歯
ピンの外側に円筒状のベアリングを嵌合するようにして
もよい。さらに、前述の実施形態においては、ピニオン
46に偏心部57を有するクランク軸55を挿入するようにし
たが、この発明においては、円柱状のピンを挿入するよ
うにしてもよい。また、前述の実施形態においては、減
速機として偏心揺動型減速機20を用いたが、この減速機
はいかなる種類のものであってもよい。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、入力軸、回転軸の軸振れを抑制することでモータ騒
音を容易に低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施形態を示す正面断面図であ
る。

【図２】その入力軸近傍の正面断面図である。

【図３】図１のＩーＩ矢視図である。

【図４】この発明の第２実施形態を示す入力軸近傍の正
面断面図である。

【符号の説明】

11…モータ付き減速機 19…回転軸 20…減速機 21…入力軸 23…駆動モータ 38…固定部 50…軸受 50ａ…外輪

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】減速機の入力軸に駆動モータの回転軸を同
   軸関係を保って組み付けることで構成したモータ付き減
   速機において、前記減速機の入力軸の軸方向両端部を該
   減速機の固定部に、外輪が背面合わせとなった一対のア
   ンギュラ玉軸受を介してそれぞれ回転可能に支持すると
   ともに、駆動モータの回転軸を前記減速機の入力軸の駆
   動モータに近接する端部に結合したことを特徴とするモ
   ータ付き減速機。
2. 【請求項２】減速機の入力軸に駆動モータの回転軸を同
   軸関係を保って組み付けることで構成したモータ付き減
   速機において、前記減速機の入力軸の軸方向両端部を該
   減速機の固定部に、外輪が背面合わせとなった一対の円
   すいころ軸受を介してそれぞれ回転可能に支持するとと
   もに、駆動モータの回転軸を前記減速機の入力軸の駆動
   モータに近接する端部に結合したことを特徴とするモー
   タ付き減速機。