JP4651022B2

JP4651022B2 - 減速機

Info

Publication number: JP4651022B2
Application number: JP2005281415A
Authority: JP
Inventors: 敏生小路; 佳之手嶋
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2005-09-28
Filing date: 2005-09-28
Publication date: 2011-03-16
Anticipated expiration: 2025-09-28
Also published as: JP2007092837A

Description

本発明は、減速機、特に、入力軸から入力された動力を減速し、相手機械からのスラスト荷重を受ける出力軸へと減速された動力を伝達する減速機に関する。

従来、モータ等の動力源となる回転を減速して相手機械へと伝達する装置として、減速機が知られている。

これら減速機は、種々の相手機械に対応するべく、様々な構成上又は構造上の工夫が凝られている。

例えば、図５に示すように、スラスト荷重を受ける減速機として特許文献１に記載される減速機２０が公知である。この減速機２０は、入力軸（図示略）から入力された動力を、減速要素２３を利用して減速すると共にトルクを増し、出力軸４０を介して図示せぬ相手機械へと動力を伝達している。このとき、相手機械の種類によってはその構造上、減速機が作動すると同時に、出力軸４０にスラスト荷重（出力軸４０の軸方向の荷重）がかかる場合がある。これに対応すべく、減速機２０においては、出力軸４０を円錐ころ軸受３０でケーシング７０に回転自在に支持すると共に、該出力軸４０の反負荷側４０Ａも円錐ころ軸受３１で支持し、これらの軸受３０、３１によってスラスト荷重を受ける構成がとられていた。

更には、減速機自体ではこのようなスラスト方向の荷重に全く対処せずに、相手機械を構造上工夫することで減速機の出力軸に対してスラスト荷重を与えないような構成のものもあった。

特開２００３−１０６４１３号公報

しかしながら、スラスト荷重がある程度以上の値となると、前述したような円錐ころ軸受でその大きなスラスト荷重を支えるには限界があり、軸受の消耗が激しくなる。一方、軸受の容量を大きくすれば、その分コンパクト性を損ねてしまう。

相手機械自体の構造を工夫することにより、減速機の出力軸にスラスト荷重が発生しないように構成することも考えられるが、もともと相手機械の設計変更は減速機メーカーにとっては困難であることが多い。

本発明は、これらの問題点を解決するべくなされたものであって、相手機械側からの大スラスト荷重に減速機側で対応することができ、相手機械を含めて装置全体の構成においてコンパクト性を維持でき、且つ組立性、あるいはメンテナンス性の高い減速機を提供するものである。

本発明は、入力軸から入力された動力を減速し、出力軸へと減速された動力を伝達する減速機において、前記出力軸にはフランジ部が備わると共に、前記減速機のケーシングには前記出力軸が貫通する出力軸カバーが固定されており、且つ、前記出力軸の軸方向における前記フランジ部と前記出力軸カバーとの間に、前記出力軸のラジアル荷重を支持するラジアル軸受及び前記出力軸のスラスト荷重を支持するスラスト軸受が配置されており、前記ラジアル軸受は、前記フランジ部側に位置する第１のラジアル軸受と前記出力軸カバー側に位置する第２のラジアル軸受とで構成され、前記第１のラジアル軸受と前記第２のラジアル軸受との間に前記スラスト軸受が配置されており、且つ、前記スラスト軸受と前記第２のラジアル軸受が、前記出力軸カバーを前記ケーシングから取り外した状態において、該ケーシングの負荷側から取り付け又は取り外し可能に配置されている構成となっている。

これにより、円錐ころ軸受を用いた同程度の伝達容量の減速機に比べて、コンパクト性を維持したまま、（相手機械に何ら手をかけることなく）減速機側で大スラスト荷重に耐えることが可能となる。

又、ラジアル軸受もスラスト軸受も減速機における全て相手機械側（負荷側）に存在するため、出力軸カバーを取り外すだけで組立て、あるいはメンテナンスが可能である。

大スラスト荷重に耐え得るコンパクトな減速機を提供できる。

又、減速機の組立性やメンテナンス性も高い。

以下、添付図面を用いて本発明に係る実施形態の一例を詳細に説明する。

図１は本発明に係る減速機１２０の適用例を示すものである。

本発明に係る減速機１２０にはその動力源としてモータ１１０が図示せぬボルト等により連結されている。この減速機１２０とモータ１１０とでギヤドモータＧＭ１００を構成している。又、減速機１２０の出力軸１４０にはキー結合によりベベルギヤ１４２が出力軸１４０と一体的に回転可能とされると共に、図示せぬボルトにより軸方向の抜け止めがされている。このベベルギヤ１４２は相手機械１９０に備わるギヤ１４４と噛合している。この噛合により減速機１２０の出力軸の回転は直交して相手機械１９０へと伝達されるような構成とされている。このとき、出力軸１４０に備わるベベルギヤ１４２と、相手機械１９０の備わるギヤ１４４との噛合により、出力軸１４０に対しては図１に示す矢印方向の荷重（スラスト荷重Ｓ１又はスラスト荷重Ｓ２）が発生する。

次に、図２及び図３を用いて本発明の減速機の構成をより詳細に説明する。

図２は、図１におけるベベルギヤ１４２を除いた減速機のＸ部分の断面を図示したものであり、図３は更に図２の略中央部分を拡大した図面である。

図２を用いて、ローラ１２３及びキャリアピン１２２はモータ１１０の回転が減速された後の動力をキャリア１２４へと伝える部材である。このキャリア１２４は出力軸１４０のフランジ部に相当している。なお、モータ１１０の回転を減速する機構としては、外歯歯車が偏心揺動して内歯歯車と内接噛合する遊星歯車式のものが好ましい。ローラ１２３はキャリアピン１２２に回転自在に嵌入している。キャリアピン１２２の回転成分はキャリア１２４を介して出力軸へと伝達される。この出力軸１４０はケーシング１７０の中に納まるように収容されており、その一部がケーシング１７０に固定された出力軸カバー１７４から突出している。又、出力軸カバー１７４はボルト１７２によりケーシング１７０に固定されている。なお、符号１７１はケーシング１７０に備わるリブである。

出力軸１４０は第１のラジアル軸受１２６を介してケーシング１７０に回転自在に支持されている。又、出力軸１４０の軸方向における、第１のラジアル軸受１２６と異なる部位に、第２のラジアル軸受１３０を介して出力軸カバー１７４に回転自在に支持されている。即ち、出力軸１４０のフランジ部（キャリア１２４）側に第１のラジアル軸受１２６が配置され、更に、出力軸１４０の出力軸カバー側に第２のラジアル軸受１３０が配置されている。第１のラジアル軸受１２６とケーシング１７０との間には第１中間支持部材１３２が設けられている。この第１中間支持部材１３２とケーシング１７０とは溶接により固定されている。但し、溶接されていることが本発明において必須の構成要素ではない。

一方、第１のラジアル軸受１２６及び第２のラジアル軸受１３０との間にはスラスト軸受１２８が配置されている（詳細は後述）。このスラスト軸受１２８は第２中間支持部材１３４と当接しており、軸方向の位置が規制されている。更に、この第２中間支持部材１３４は、ボルト１３６により第１中間支持部材１３２に固定されている。なお、符号１５０、１５２、１５４の各部材は、第１のラジアル軸受１２６、スラスト軸受１２８、第２のラジアル軸受１３０を、キャリア（出力軸１４０のフランジ部）１２４及び出力軸カバー１７４との間において軸方向の位置規制をするために設けられている部材であり、符号１５０が第１の位置規制部材、符号１５２が第２の位置規制部材、符号１５４が第３の位置規制部材である。

なお、符号１８０はオイルシールである。

続いて図３を用いて各軸受周辺の説明をより詳細に説明する。

第１のラジアル軸受１２６は、内輪１２６Ａと外輪１２６Ｂところ１２６Ｃとから構成されている。内輪１２６Ａは出力軸１４０に固定されており、出力軸１４０の回転と共に回転可能に構成されている。一方外輪１２６Ｂは、第１中間支持部材１３２に当接している。この構成により、出力軸１４０が受けるラジアル方向の荷重の反力は第１のラジアル軸受１２６、第１中間支持部材１３２を介してケーシング１７０が受けることが可能となっている。

又、出力軸１４０のより相手機械側１９０には、第２のラジアル軸受１３０が配置されている。この第２のラジアル軸受１３０は、図２においては、自動調芯ころ軸受として構成されているが、これに限定されるものではない。なお、このように自動調芯ころ軸受として構成することによって、相手機械１９０に組付けされた際の出力軸１４０の取付誤差や軸の撓みを吸収することができる。第２のラジアル軸受１３０は内輪１３０Ａと外輪１３０Ｂところ１３０Ｃ、１３０Ｄとから構成されている。内輪１３０Ａは出力軸１４０に固定されており、出力軸１４０の回転と共に一体的に回転可能として構成されている。一方、外輪１３０Ｂは出力軸カバー１７４と当接している。この構成により、出力軸１４０が受けるラジアル方向の荷重を第２のラジアル軸受を介して出力軸カバー１７４が受けることが可能となっている。

更に、第１のラジアル軸受１２６と、第２のラジアル軸受１３０との間には、スラスト軸受１２８が配置されている。スラスト軸受１２８は２枚のハウジング１２８Ｂ、１２８Ｃとこの２枚のハウジング１２８Ｂ、１２８Ｃの中央に位置する球保持器１２８Ａと、球１２８Ｄ、１２８Ｅとで構成されている。この２枚のハウジング１２８Ｂ、１２８Ｃは、第２中間支持部材１３４をボルト１３６により第１中間支持部材１３２に固定することにより、軸方向の位置が規制されている。一方、球保持器１２８Ａは出力軸１４０に固定されると共に一体的に回転可能に構成されている。

即ち、相手機械側１９０からモータ１１０側へとスラスト荷重Ｓ１がかかった場合には、球保持器１２８Ａを介して、球１２８Ｄ、ハウジング１２８Ｂへとスラスト荷重Ｓ１が伝達され、更に第１中間支持部材１３２を介してケーシング１７０へと伝わり、該スラスト荷重Ｓ１が支持される構成とされている。なお、出力軸１４０に対して逆の方向にスラスト荷重Ｓ２がかかった場合には、球保持器１２８Ａを介して球１２８Ｅ、ハウジング１２８Ｃへとスラスト荷重Ｓ２が伝達され、更に、第２中間支持部材１３４、ボルト１３６を介してケーシング１７０へと伝わり、該スラスト荷重Ｓ２が支持される構成とされている。

続いて本実施形態に係る減速機の作用について説明する。

モータ１１０に通電がなされ、図示せぬ減速部を経て、ローラ１２３、キャリアピン１２２が回転すると、これに伴いキャリア１２４も回転を始める。又、同時に出力軸１４０も回転を始める。この出力軸１４０の回転は、ベベルギヤ１４２を介して相手機械１９０に備わるギヤ１４４へと伝達されるため、このベベルギヤ１４２と相手機械１９０のギヤ１４４との噛合により、出力軸１４０には、相手機械１９０側からモータ１１０側へと大きなスラスト荷重Ｓ１を受けることとなる。

しかし、この実施形態に係る減速機１２０においては、かかる大きなスラスト荷重Ｓ１は、出力軸１４０に設けられたスラスト軸受１２８の球保持器１２８Ａを介して、球１２８Ｄ、更にはハウジング１２８Ｂへと伝わり、続く第１中間支持部材１３２及びケーシング１７０へと伝達され、減速機全体で受け止められることとなる。又、出力軸１４０にラジアル方向の荷重が掛かった場合には、該ラジアル方向の荷重は、第１ラジアル軸受１２６、第２ラジアル軸受１３０により支持されることになる。このように、出力軸１４０に加わる様々な荷重をラジアル方向に受ける軸受と、更にはスラスト方向に受ける軸受とで役割を分担することによって、ラジアル方向においても、スラスト方向においても大きな荷重を受け止めることが可能となっている。又、本実施形態のように、出力軸１４０の異なる部位、即ち、フランジ部（キャリア１２４）側に位置する第１のラジアル軸受１２６と、出力軸カバー１７４側に位置する第２のラジアル軸受１３０のように２つのラジアル軸受を配置することによって、各軸受が負担するラジアル荷重を分担でき、又、ラジアル荷重を効率よく受けることが可能となる。

又、スラスト軸受１２８は従来よりこの手の減速機に備わっているデッドスペース（本実施形態で言えば、ケーシング１７０と出力軸１４０と出力軸カバー１７４との間に生じるスペース）を上手く利用しつつ配置構成されているため、スラスト軸受１２８を配置することによってそのスラスト軸受１２８全体分がそのまま減速機の大型化の原因となることもなく、コンパクト性を大きく犠牲にすることも無い。

更に、本実施形態では、出力軸１４０にキャリア（フランジ部）１２４を備えると共に、減速機のケーシングに出力軸１４０が貫通する出力軸カバー１７４を備え、且つ、出力軸１４０の軸方向における前記フランジ部と前記出力軸カバー１７４との間に、前記出力軸１４０のラジアル荷重を支持するラジアル軸受１２６、１３０及び前記出力軸のスラスト荷重を支持するスラスト軸受１２８を配置して減速機を構成している。この構成により、これらの軸受１２６、１２８、１３０等を組み立てる際においても、出力軸カバー１７４を取り外した状態でモータ１１０側から相手機械１９０側へと順次組付けることで容易に組み立てることが可能である。又、同様にメンテナンス時は出力軸カバーを取り外した状態で相手機械側から順次外すことにより分解が容易であるため、スラスト軸受１２８等を新たに設けたとしても、減速機の組立性やメンテナンス性も良好に維持することができる。

又、第１中間支持部材１３２や、第２中間支持部材１３４を用いることで、出力軸１４０に発生する荷重を効率的に支持すると共に、この支持部材の大きさを適宜変更することによって、様々な容量のラジアル軸受又はスラスト軸受を利用することができ、相手機械に応じた軸受の選択が可能となっている。

又、ラジアル軸受が２つ備わる構成として説明しているが、１つであってもよいし、３つ以上配置されて構成されていてもよい。

仮に、スラスト軸受のみを出力軸カバーから取り外し交換を行いたい場合には、参考例として、図４に示すような減速機を構成すればよい。

なお、図４の説明においては、前述した減速機１２０と同一又は類似する部分については、数字下２桁が同一の符号を付するに止め、構成及び作用において重複説明は省略する。

この減速機２２０においては、出力軸２４０は第１のラジアル軸受２２６を介してケーシング２７０に回転自在に支持されている。又、出力軸２４０の軸方向における、第１のラジアル軸受２２６と異なる部位に、第２のラジアル軸受２３０を介してケーシング２７０に回転自在に支持されている。即ち、出力軸２４０のフランジ部（キャリア２２４）側に第１のラジアル軸受２２６が配置され、更に、出力軸２４０の出力軸カバー２７４側に第２のラジアル軸受２３０が配置されている。第１のラジアル軸受２２６とケーシング２７０との間には第１中間支持部材２３２が設けられている。この第１中間支持部材２３２とケーシング２７０とは溶接により固定されている。又、第２のラジアル軸受２３０とケーシング２７０との間には第２中間支持部材２３４が設けられている。この第２中間支持部材２３４とケーシング２７０とは溶接により固定されている。

一方、第２のラジアル軸受２３０と出力軸カバー２７４との間にはスラスト軸受２２８が配置されている。このスラスト軸受２２８は第２中間支持部材２３４及び出力軸カバー２７４と当接しており、軸方向の位置が規制されている。なお、符号２５０、２５２、２５４の各部材は、第１のラジアル軸受２２６、スラスト軸受２２８、第２のラジアル軸受２３０を、キャリア（出力軸２４０のフランジ部）２２４及び出力軸カバー２７４との間において軸方向の位置規制をするために設けられている部材であり、符号２５０が第１の位置規制部材、符号２５２が第２の位置規制部材、符号２５４が第３の位置規制部材である。即ち、相手機械側からモータ側へとスラスト荷重Ｓ１がかかった場合には、スラスト軸受２２８から第２中間支持部材２３４を介してケーシング２７０へと伝わり、該スラスト荷重Ｓ１が支持される構成とされている。なお、出力軸２４０に対して逆の方向にスラスト荷重Ｓ２がかかった場合には、スラスト軸受け２２８を介して出力軸カバー２７４、ボルト２７２へとスラスト荷重Ｓ２が伝達され、更に、ケーシング２７０で支持される構成とされている。

本実施形態においては、スラスト軸受２２８が、出力軸カバー２７４に隣接して配置されている。このように構成することで、組立作業性が更に向上する。又、大きなスラスト荷重の繰り返しによって、スラスト軸受２２８が摩耗した場合でも、単に出力軸カバー２７４を取り外すことによってスラスト軸受だけを容易に交換することが可能となっている。

本発明は、内接揺動噛合機構の減速機をはじめ、単純遊星歯車機構の減速機など、広く減速機に適用することが可能である。

本発明に係る減速機の具体的な使用例を示す図本発明に係る減速機の発明の要部となる出力軸付近の断面図図２における略中央部分の拡大図参考例として示す減速機の出力軸付近の断面図従来よりあるスラスト荷重を考慮した減速機の断面図

符号の説明

ＧＭ１００…ギヤドモータ
１１０…モータ
１２０…減速機
１２２…キャリアピン
１２３…ローラ
１２４…キャリア
１２６…第１のラジアル軸受
１２８…スラスト軸受
１３０…第２のラジアル軸受
１３２…第１中間支持部材
１３４…第２中間支持部材
１３６…ボルト
１４０…出力軸
１４１…ボルト孔
１７０…ケーシング
１７１…リブ
１７２…ボルト
１８０…オイルシール
１９０…相手機械

Claims

入力軸から入力された動力を減速し、出力軸へと減速された動力を伝達する減速機において、
前記出力軸にはフランジ部が備わると共に、前記減速機のケーシングには前記出力軸が貫通する出力軸カバーが固定されており、且つ、
前記出力軸の軸方向における前記フランジ部と前記出力軸カバーとの間に、前記出力軸のラジアル荷重を支持するラジアル軸受及び前記出力軸のスラスト荷重を支持するスラスト軸受が配置されており、
前記ラジアル軸受は、前記フランジ部側に位置する第１のラジアル軸受と前記出力軸カバー側に位置する第２のラジアル軸受とで構成され、
前記第１のラジアル軸受と前記第２のラジアル軸受との間に前記スラスト軸受が配置されており、且つ、
前記スラスト軸受と前記第２のラジアル軸受が、前記出力軸カバーを前記ケーシングから取り外した状態において、該ケーシングの負荷側から取り付け又は取り外し可能に配置されている
ことを特徴とする減速機。
請求項１において、
前記ラジアル軸受又は前記スラスト軸受と、前記ケーシングとの間に、前記ラジアル軸受からのラジアル荷重又は前記スラスト軸受からのスラスト荷重の少なくとも一方の荷重を受ける中間支持部材が配設されている
ことを特徴とする減速機。