JP2013002606A

JP2013002606A - 歯車装置

Info

Publication number: JP2013002606A
Application number: JP2011136937A
Authority: JP
Inventors: Motohiro Ono; 元寛小野
Original assignee: KOHARA GEAR INDUSTRY CO Ltd
Current assignee: KOHARA GEAR INDUSTRY CO Ltd
Priority date: 2011-06-21
Filing date: 2011-06-21
Publication date: 2013-01-07

Abstract

【課題】メインギヤと回転軸とを容易に固定可能な歯車装置を提供する。
【解決手段】回転軸１に取り付けられるメインギヤ１０と、メインギヤ１０に同軸に重ねて取り付けられるサブギヤ２０と、メインギヤ１０とサブギヤ２０とを互いに軸方向に押し付けるように締結するボルト４０とを備え、メインギヤ１０とサブギヤ２０との位相差を調整可能な歯車装置１００であって、回転軸１の外周とメインギヤ１０の内周との間に設けられメインギヤ１０とサブギヤ２０との間で軸方向に挟持されるテーパリング機構３０を備え、テーパリング機構３０は、外周面３１ｂがメインギヤ１０の内周に当接し、内周面３１ａがテーパ状に形成されるアウターリング３１と、外周面３２ｂがテーパ状に形成されてアウターリング３１の内周面３１ａに当接し、内周面３２ａが回転軸１の外周に当接するインナーリング３２とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、歯車装置に関するものである。

従来から、噛合する他の歯車との間のバックラッシを調整可能な歯車装置が用いられている。

特許文献１には、メインギアと、メインギアに対して周方向に相対的に摺動可能なサブギアと、メインギアとサブギアとを周方向に付勢するスプリングとを備える歯車装置が開示されている。この歯車装置では、周方向にそれぞれ付勢されるメインギアとサブギアとが、噛合する相手側のギアを挟み込むことによって、バックラッシを調整可能としている。

特開２００５−３６８３５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の歯車装置では、回転軸と、メインギヤを回転軸に嵌入するための嵌入口とにキー溝が形成され、圧入されるキーによって回転軸とメインギヤとの間で回転を伝達している。そのため、メインギヤを回転軸に固定するためには、互いのキー溝どうしの位置を合わせて、そこにキーを圧入する工程が必要であった。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、メインギヤと回転軸とを容易に固定可能な歯車装置を提供することを目的とする。

本発明の歯車装置は、回転軸に取り付けられるメインギヤと、前記メインギヤに同軸に重ねて取り付けられるサブギヤと、前記メインギヤと前記サブギヤとを互いに軸方向に押し付けるように締結する締結機構と、を備え、前記メインギヤと前記サブギヤとの位相差を調整可能な歯車装置であって、前記回転軸の外周と前記メインギヤの内周との間に設けられ、前記メインギヤと前記サブギヤとの間で軸方向に挟持されるテーパリング機構を備え、前記テーパリング機構は、外周面が前記メインギヤの内周に当接し、内周面がテーパ状に形成されるアウターリングと、外周面がテーパ状に形成されて前記アウターリングの内周面に当接し、内周面が前記回転軸の外周に当接するインナーリングと、を備えることを特徴とする。

本発明では、メインギヤにサブギヤが重ねられて締結機構によって締結されると、アウターリングにおけるテーパ状の内周面とインナーリングにおけるテーパ状の外周面とが当接する。このとき、当接面における楔効果によって、アウターリングが押し拡げられるとともに、インナーリングが押し縮められる。これにより、アウターリングの外周面がメインギヤの内周に押し付けられ、インナーリングの内周面が回転軸の外周に押し付けられる。よって、メインギヤにサブギヤを重ねて締結機構によって締結するだけで、メインギヤと回転軸とがテーパリング機構を介して摩擦締結される。したがって、メインギヤと回転軸とを容易に固定することができる。

本発明の実施の形態に係る歯車装置の正面図である。図１における側面の断面図である。本発明の実施の形態に係る歯車装置の分解断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態に係る歯車装置１００について説明する。

まず、図１から図３を参照して、歯車装置１００の構成について説明する。

歯車装置１００は、噛合する他の歯車（図示省略）との間のバックラッシを調整可能なコントロールバックラッシギヤである。歯車装置１００は、回転軸１の外周に取り付けられて同期回転するものである。

歯車装置１００は、回転軸１に取り付けられるメインギヤ１０と、メインギヤ１０に同軸に重ねて取り付けられるサブギヤ２０と、回転軸１の外周とメインギヤ１０の内周との間に設けられるテーパリング機構３０（図２参照）と、メインギヤ１０とサブギヤ２０とを互いに軸方向に押し付けるように締結する締結機構としてのボルト４０とを備える。

図２に示すように、メインギヤ１０とサブギヤ２０とは、締結されるボルト４０によって軸方向に固定される。具体的には、メインギヤ１０とサブギヤ２０とは、メインギヤ１０を挿通するボルト４０がサブギヤ２０に締結されることによって固定される。メインギヤ１０とサブギヤ２０とは、締結されるボルト４０によって、互いに軸方向に押し付けられる。

図３に示すように、メインギヤ１０は、回転軸１が挿通する軸穴１１と、外周に形成される歯部１３と、サブギヤ２０と対峙する平面である端面１４と、ボルト４０が挿通する貫通孔１５とを有する環状の歯車である。

軸穴１１は、メインギヤ１０の内周を軸方向に貫通して形成される。軸穴１１は、回転軸１の外径と略同径に形成される小径穴１１ａと、小径穴１１ａと比較して大径に形成される大径穴１１ｂとを有する。小径穴１１ａと大径穴１１ｂとの間には、大径穴１１ｂの底部１２が環状に形成される。

大径穴１１ｂは、端面１４に開口するように形成される。大径穴１１ｂには、テーパリング機構３０を収装可能であるとともに、その開口端から後述するサブギヤ２０のボス２２が挿入される。

図１に示すように、歯部１３は、メインギヤ１０の外周に等ピッチで複数形成される。歯部１３は、噛合する他の歯車における歯部と噛合して回転を伝達する。

図２に示すように、端面１４は、メインギヤ１０とサブギヤ２０とが組み立てられてボルト４０が締結された状態で、サブギヤ２０の端面２４と対峙する。

貫通孔１５は、メインギヤ１０を軸方向に貫通する孔である。貫通孔１５は、締結されるボルト４０の本数に対応して等角度間隔に複数形成される。ここでは、貫通孔１５は、６０度間隔で六ケ所に形成される。

図１に示すように、貫通孔１５は、中心軸を中心とした円弧状に形成される長穴である。これにより、メインギヤ１０とサブギヤ２０との位相をずらした状態でボルト４０を締結することが可能となる。貫通孔１５の端部には、ボルト４０の頭部４１を収容可能な大径の座ぐり部１５ａが形成される。

図３に示すように、サブギヤ２０は、回転軸１が挿通する軸穴２１と、軸穴２１の外周に凸状に形成されるボス２２と、外周に形成される歯部２３と、メインギヤ１０と対峙する平面である端面２４と、ボルト４０が螺合する雌ねじ部２５とを有する環状の歯車である。

軸穴２１は、サブギヤ２０を軸方向に貫通して、回転軸１の外径と略同径に形成される。

ボス２２は、端面２４からメインギヤ１０に向けて軸方向に凸設される。ボス２２は、メインギヤ１０の大径穴１１ｂの内径に対応する外径に形成される。ボス２２は、メインギヤ１０とサブギヤ２０とが組み立てられてボルト４０が締結された状態で、大径穴１１ｂに挿入される。ボス２２が大径穴１１ｂに挿入された状態では、メインギヤ１０とサブギヤ２０とは、径方向に拘束されて周方向にのみ相対移動が可能となる。

このように、メインギヤ１０とサブギヤ２０とは、周方向にのみ相対移動が可能であるため、相対的に回転させることによって、歯部１３と歯部２３との互いの位相差を調整可能である。これにより、噛合する他の歯車の歯部を、メインギヤ１０の歯部１３とサブギヤ２０の歯部２３とによって挟み込んで、噛合時のバックラッシを調整することが可能となる。

また、図２に示すように、ボス２２は、メインギヤ１０とサブギヤ２０とがボルト４０の締結によって固定される際に、大径穴１１ｂに収装されたテーパリング機構３０を大径穴１１ｂの底部１２に押し付ける端面２２ａを有する。これにより、テーパリング機構３０は、ボルト４０の締結力によって、ボス２２の端面２２ａと大径穴１１ｂの底部１２との間で軸方向に押圧される。

図１に示すように、歯部２３は、サブギヤ２０の外周に等ピッチで複数形成される。歯部２３は、噛合する他の歯車における歯部と噛合して回転を伝達する。歯部２３は、メインギヤ１０の歯部１３と同一の形状に、歯部１３と同一の個数だけ形成される。よって、メインギヤ１０とサブギヤ２０とが同位相である場合には、歯部１３と歯部２３とは、ぴったりと重なって一体の歯部を形成する。

このように、歯部１３と歯部２３は、噛合する他の歯車の歯部と当接するものである。よって、歯部１３と歯部２３との歯面研削を行うことで、滑らかな動力伝達が可能となる。

図２に示すように、メインギヤ１０の端面１４とサブギヤ２０の端面２４との間には、所定の隙間が設けられている。この隙間は、メインギヤ１０とサブギヤ２０がボルト４０によって徐々に締結されてゆくときに、端面１４と端面２４とが当接する前に、テーパリング機構３０がメインギヤ１０と回転軸１とを固定できるような大きさに調整される。なお、ボルト４０が適正なトルクで締結されたときに、ちょうど端面１４と端面２４とが当接するようにしてもよい。

雌ねじ部２５は、サブギヤ２０を軸方向に貫通して形成される。雌ねじ部２５は、図１に示すように、メインギヤ１０の貫通孔１５に対応して形成される。即ち、雌ねじ部２５は、複数の貫通孔１５と同一の角度間隔で、同一の個数だけ形成される。

図２に示すように、テーパリング機構３０は、メインギヤ１０とサブギヤ２０との間で軸方向に挟持される。

図３に示すように、テーパリング機構３０は、内周面３１ａがテーパ状に形成されるアウターリング３１と、外周面３２ｂがテーパ状に形成されてアウターリング３１の内周面３１ａに当接するインナーリング３２とを備える。アウターリング３１は、端面３１ｃにてメインギヤ１１における大径穴１１ｂの底部１２に当接し、インナーリング３２は、端面３２ｃにてサブギヤ２０におけるボス２２の端面２２ａと当接する。

アウターリング３１は、外周面３１ｂがメインギヤ１０の内周に当接する。アウターリング３１の外周面３１ｂは、メインギヤ１０の内周と平行に形成される。アウターリング３１は、内周面３１ａがテーパ状であるため、断面形状が楔状となる。

インナーリング３２は、内周面３２ａが回転軸１の外周に当接する。インナーリング３２の内周面３２ａは、回転軸１の外周と平行に形成される。インナーリング３２は、外周面３２ｂがテーパ状であるため、断面形状が楔状となる。

メインギヤ１０にサブギヤ２０が重ねられてボルト４０が締結されると、メインギヤ１０とサブギヤ２０とが互いに軸方向に押し付けられ、アウターリング３１の内周にインナーリング３２が進入する。これにより、アウターリング３１におけるテーパ状の内周面３１ａと、インナーリング３２におけるテーパ状の外周面３２ｂとが当接する。

このとき、アウターリング３１は、内周面３１ａと外周面３２ｂとの当接面における楔効果によって、押し拡げられる。よって、アウターリング３１の外周面３１ｂが、メインギヤ１０の大径穴１１ｂの内周に押し付けられることとなる。

一方、インナーリング３２は、外周面３２ｂと内周面３１ａとの当接面における楔効果によって、押し縮められる。よって、インナーリング３２の内周面３２ａが、回転軸１の外周に押し付けられることとなる。

以上より、メインギヤ１０にサブギヤ２０が重ねられてボルト４０が締結されると、ボルトの締結力によって、テーパリング機構３０が軸方向に押圧される。このとき、ともにテーパ状に形成される内周面３１ａと外周面３２ｂとの当接面における楔効果によって、アウターリング３１は押し拡げられ、インナーリング３２は押し縮められる。

これにより、アウターリング３１は、摩擦力によってメインギヤ１０における大径穴１１ｂの内周に固定される。同様に、インナーリング３２は、摩擦力によって回転軸１の外周に固定される。このとき、アウターリング３１とインナーリング３２とは、内周面３１ａと外周面３２ｂとの間の摩擦力によって固定されている。

よって、メインギヤ１０にサブギヤ２０を重ねてボルト４０を締結するだけで、メインギヤ１０と回転軸１とが摩擦締結されることとなる。したがって、メインギヤ１０と回転軸１とを容易に固定することができる。

また、メインギヤ１０とサブギヤ２０との位相差を調整した状態でボルト４０を締結すれば、噛合する他の歯車他の間のバックラッシの調整と、メインギヤ１０と回転軸１との締結とを同時に行うことができ、作業性を向上できる。逆に、メインギヤ１０を回転軸１から取り外す際には、締結されたボルト４０を緩めるだけで、メインギヤ１０を回転軸１から取り外すことが可能となるため、作業性を向上できる。

また、メインギヤ１０にサブギヤ２０が重ねられてボルト４０が締結されると、メインギヤ１０とアウターリング３１とは、大径穴１１ｂの底部１２と端面３１ｃとの間の摩擦力によって周方向に固定される。同様に、サブギヤ２０とインナーリング３２とは、ボス２２の端面２２ａと端面３２ｃとの間の摩擦力によって周方向に固定される。このとき、アウターリング３１とインナーリング３２とは、内周面３１ａと外周面３２ｂとの間の摩擦力によって周方向に固定されている。

よって、メインギヤ１０とサブギヤ２０とは、大径穴１１ｂの底部１２とアウターリング３１の端面３１ｃとの間の摩擦力と、アウターリング３１の内周面３１ａとインナーリング３２の外周面３２ｂとの間の摩擦力と、インナーリング３２の端面３２ｃとボス２２の端面２２ａとの間の摩擦力とによって、周方向に固定される。したがって、メインギヤ１０にサブギヤ２０を重ねてボルト４０を締結するだけで、メインギヤ１０とサブギヤ２０とを周方向に固定することができる。

ここで、従来の歯車装置では、キーの圧入や止めねじの締結によってメインギヤと回転軸とを固定していた。この場合、回転軸にキー溝や平取り部の加工を施す必要があり、また、キーを圧入する工程や止めねじを締結する工程が必要であった。

これに対して、歯車装置１００では、メインギヤ１０とサブギヤ２０とをボルト４０で締結するだけで、メインギヤ１０と回転軸１との固定が完了する。回転軸１にキー溝や平取り部を形成する必要がないため、キー溝や平取り部が形成されていないサーボモータやステッピングモータなどの回転軸にも、メインギヤ１０を直接固定することができる。メインギヤ１０を回転軸１に直接固定することができるため、キーの圧入や止めねじの締結による遊びがなく、メインギヤ１０と回転軸１との間ががたつくおそれがない。

また、従来の歯車装置では、キーを圧入したり、キー溝からキーを抜く際や、止めねじを締結する際などに、回転軸を傷つけるおそれがあった。

これに対して、歯車装置１００では、キーや止めねじを用いる必要がないため、キーを圧入したり、キー溝からキーを抜く際に回転軸１を傷つけたり、止めねじを締結する際に回転軸１を傷つけたりするおそれがない。

以上の実施の形態によれば、以下に示す効果を奏する。

メインギヤ１０にサブギヤ２０が重ねられてボルト４０が締結されると、メインギヤ１０とサブギヤ２０とは軸方向に押し付けられ、アウターリング３１におけるテーパ状の内周面３１ａとインナーリング３２におけるテーパ状の外周面３２ｂとが当接する。このとき、当接面における楔効果によって、アウターリング３１が押し拡げられるとともに、インナーリング３２が押し縮められる。これにより、アウターリング３１の外周面３１ｂがメインギヤ１０の内周に押し付けられ、インナーリング３２の内周面３２ａが回転軸１の外周に押し付けられる。

したがって、メインギヤ１０にサブギヤ２０を重ねてボルト４０で締結するだけで、メインギヤ１０と回転軸１とがテーパリング機構３０を介して摩擦締結されるため、メインギヤ１０と回転軸１とを容易に固定することができる。

本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。

１００歯車装置
１回転軸
１０メインギヤ
１１ｂ大径穴
１２底部
２０サブギヤ
２２ボス
３０テーパリング機構
３１アウターリング
３１ａ内周面
３１ｂ外周面
３２インナーリング
３２ａ内周面
３２ｂ外周面
４０ボルト（締結機構）

Claims

回転軸に取り付けられるメインギヤと、前記メインギヤに同軸に重ねて取り付けられるサブギヤと、前記メインギヤと前記サブギヤとを互いに軸方向に押し付けるように締結する締結機構と、を備え、前記メインギヤと前記サブギヤとの位相差を調整可能な歯車装置であって、
前記回転軸の外周と前記メインギヤの内周との間に設けられ、前記メインギヤと前記サブギヤとの間で軸方向に挟持されるテーパリング機構を備え、
前記テーパリング機構は、
外周面が前記メインギヤの内周に当接し、内周面がテーパ状に形成されるアウターリングと、
外周面がテーパ状に形成されて前記アウターリングの内周面に当接し、内周面が前記回転軸の外周に当接するインナーリングと、を備えることを特徴とする歯車装置。
前記メインギヤの内周には、前記テーパリング機構を収装可能な大径穴が形成され、
前記サブギヤには、前記大径穴に対応して凸状に形成されるボスが形成され、
前記テーパリング機構は、前記ボスと前記大径穴の底部との間で軸方向に押圧されることを特徴とする請求項１に記載の歯車装置。