JP3105348U

JP3105348U - Gear mechanism

Info

Publication number: JP3105348U
Application number: JP2004000840U
Authority: JP
Inventors: 晴久川▲崎▼; 哲也毛利; 尚之下村
Original assignee: Gifu University
Current assignee: Gifu University
Priority date: 2004-02-25
Filing date: 2004-02-25
Publication date: 2004-10-28
Anticipated expiration: 2010-02-25

Abstract

【課題】歯車及び軸の寸法誤差、組立誤差に起因する歯車間のバックラッシュを、歯車同士の摩擦を増大させることなく低減させることができ、しかも、長期間使用してもバックラッシュが増大し難い歯車機構を提供する。
【解決手段】主軸４７には冠歯車７３が回転可能に支持されている。主軸４７には、直交する状態でピン２７が貫通され、ピン２７は、主軸４７に対して回転可能に支持されている。ピン２７には、動力伝達歯車８１及びダミー歯車８２が回転可能に支持されている。主軸４７には、締付リング６６が固定され、締付リング６６と冠歯車７３との間には、波形ばね座金６０が配設されている。冠歯車７３及び波形ばね座金６０は、締付リング６６と両歯車８１，８２との間に挟持され、波形ばね座金６０は圧縮弾性変形されている。冠歯車７３は、波形ばね座金６０の反力により、両歯車８１，８２に対して弾性的に押し付けられている。
【選択図】図９PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce backlash between gears caused by dimensional errors and assembly errors of gears and shafts without increasing friction between gears, and to increase backlash even after long-term use. Provide a difficult gear mechanism.
A crown gear (73) is rotatably supported on a main shaft (47). The pin 27 penetrates the main shaft 47 at right angles to the main shaft 47, and the pin 27 is rotatably supported with respect to the main shaft 47. A power transmission gear 81 and a dummy gear 82 are rotatably supported by the pin 27. A fastening ring 66 is fixed to the main shaft 47, and a wave spring washer 60 is disposed between the fastening ring 66 and the crown gear 73. The crown gear 73 and the wave spring washer 60 are sandwiched between the tightening ring 66 and the two gears 81 and 82, and the wave spring washer 60 is compressed and elastically deformed. The crown gear 73 is elastically pressed against both gears 81 and 82 by the reaction force of the wave spring washer 60.
[Selection] Fig. 9

Description

本考案は、動力伝達するための歯車機構に関するものである。 The present invention relates to a gear mechanism for transmitting power.

本出願人は、特許文献１に開示されるような歯車機構を提案している。図１０（ａ），（ｂ）に示すように、この歯車機構１００では、第１軸１０１に対して冠歯車１０２が回転可能に支持され、この第１軸１０１に対して直交するように第２軸１０３が回転可能に貫通されている。また、第２軸１０３に対して第１平歯車１０４及び第２平歯車１０５がそれぞれ回転可能に支持されている。そして、第２軸１０３に対してリンク１０６が回転可能に支持され、このリンク１０６に第１平歯車１０４が固定されている。冠歯車１０２には、モータ１０７の回転軸１０８に固定された平歯車１０９が噛み合わされている。このような歯車機構１００において、冠歯車１０２が正転又は逆転駆動されると、第１平歯車１０４が正転又は逆転し、リンク１０６が正方向又は逆方向に回動する。 The present applicant has proposed a gear mechanism as disclosed in Patent Document 1. As shown in FIGS. 10A and 10B, in the gear mechanism 100, a crown gear 102 is rotatably supported with respect to a first shaft 101. The two shafts 103 are rotatably penetrated. Further, a first spur gear 104 and a second spur gear 105 are rotatably supported on the second shaft 103, respectively. The link 106 is rotatably supported on the second shaft 103, and the first spur gear 104 is fixed to the link 106. A spur gear 109 fixed to a rotating shaft 108 of a motor 107 is meshed with the crown gear 102. In such a gear mechanism 100, when the crown gear 102 is driven forward or reverse, the first spur gear 104 rotates forward or reverse, and the link 106 rotates in the forward or reverse direction.

この歯車機構１００において、第１軸１０１には、その軸線方向において位置調節可能に締付リング１１０が固定され、この締付リング１１０により、冠歯車１０２が第１平歯車１０４及び第２平歯車１０５に圧接されている。これは、冠歯車１０２と第１平歯車１０４とのバックラッシュをできるだけ小さくし、リンク１０６のがたつきを抑制するためである。
特開２００３−２０００３７５号公報（図５，９） In this gear mechanism 100, a tightening ring 110 is fixed to the first shaft 101 so that the position thereof can be adjusted in the axial direction, and the crown ring 102 is used to form the first spur gear 104 and the second spur gear 105. This is to reduce the backlash between the crown gear 102 and the first spur gear 104 as much as possible and to suppress the rattling of the link 106.
JP 2003-200375 A (FIGS. 5 and 9)

ところが、実際には、各歯車１０２，１０４，１０５の歯形状の加工精度や、各歯車１０２，１０４，１０５の軸１０１，１０３に対する直角度にばらつきがあるため、冠歯車１０２の歯と、第１平歯車１０４及び第２平歯車１０５の各歯とが精度良く噛み合うことは少ない。 However, in practice, there is a variation in the processing accuracy of the tooth shape of each of the gears 102, 104, and 105 and the perpendicularity of each of the gears 102, 104, and 105 with respect to the shafts 101 and 103. The teeth of the first spur gear 104 and the teeth of the second spur gear 105 rarely mesh with high accuracy.

すなわち、締付リング１１０を第２軸１０３寄りに固定し、冠歯車１０２の歯を第１平歯車１０４及び第２平歯車１０５の歯に対して強く圧接させると、バックラッシュは小さくなるものの、各歯同士の摩擦等が過大となる。逆に、締付リング１１０を第２軸１０３から離れた位置に固定し、冠歯車１０２の歯を第１平歯車１０４及び第２平歯車１０５の歯に対して弱く圧接させると、摩擦等が過大となる部分はなくなるがバックラッシュが過大となる。 That is, when the tightening ring 110 is fixed near the second shaft 103 and the teeth of the crown gear 102 are strongly pressed against the teeth of the first spur gear 104 and the second spur gear 105, the backlash is reduced, The friction between the teeth becomes excessive. Conversely, when the fastening ring 110 is fixed at a position away from the second shaft 103 and the teeth of the crown gear 102 are pressed against the teeth of the first spur gear 104 and the second spur gear 105 weakly, friction and the like are reduced. There is no excess part, but the backlash is excessive.

さらに、長期間の使用によって各歯車１０２，１０４，１０５の歯が摩耗すると、バックラッシュが増大する。このため、定期的な点検調節を行ない、締付リング１１０の位置を調節して、冠歯車１０２の平歯車１０４及び第２平歯車１０５に対する噛み合い度合いを再調節する必要があった。 Further, if the teeth of each of the gears 102, 104, and 105 wear due to long-term use, backlash increases. For this reason, it is necessary to perform regular inspection and adjustment, adjust the position of the fastening ring 110, and readjust the degree of engagement of the crown gear 102 with the spur gear 104 and the second spur gear 105.

本考案の目的は、歯車及び軸の寸法誤差、組立誤差に起因する歯車間のバックラッシュを、歯車同士の摩擦を増大させることなく低減させることができ、しかも、長期間使用してもバックラッシュが増大し難い歯車機構を提供することにある。 It is an object of the present invention to reduce backlash between gears due to dimensional errors of gears and shafts and assembly errors without increasing friction between gears, and to reduce backlash even after long-term use. Is to provide a gear mechanism which is difficult to increase.

上記課題を解決するため、請求項１に記載の考案は、第１軸に対し、その軸線を中心に回転可能な状態で支持された第１歯車と、前記第１軸の軸線に対して直交する軸線を有する第２軸に対し、その軸線を中心に回転可能な状態で支持された第２歯車とを備え、前記第１歯車と前記第２歯車とが前記第１軸の軸線方向において互いに噛み合わされた歯車機構において、前記第１歯車を、前記第１軸の軸線方向において前記第２歯車に対して噛み合う向きに弾性的に付勢する付勢手段を備えたことを要旨とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 has a first gear supported rotatably about a first shaft and an axis perpendicular to the axis of the first shaft. A second gear having a second axis having an axis which is rotatable around the axis, and wherein the first gear and the second gear are mutually separated in the axial direction of the first axis. In the meshed gear mechanism, the gist is provided with an urging means for elastically urging the first gear in a direction meshing with the second gear in the axial direction of the first shaft.

請求項１に記載の考案によれば、付勢手段によって弾性的に付勢された第１歯車が、第２歯車に対して噛み合う位置に弾性的に保持される。このため、第１歯車の歯が、第２歯車の歯に対して過度に強く押し付けられることがない。また、第１歯車と第２歯車との間にバックラッシュが生じない。さらに、第１及び第２歯車の歯が摩耗しても、両歯車同士が互いに押し付けられた状態が維持され、両歯車間にバックラッシュが生じない。 According to the first aspect of the present invention, the first gear elastically urged by the urging means is elastically held at a position where the first gear meshes with the second gear. Therefore, the teeth of the first gear are not excessively pressed against the teeth of the second gear. Also, no backlash occurs between the first gear and the second gear. Furthermore, even if the teeth of the first and second gears wear, the state in which the two gears are pressed against each other is maintained, and no backlash occurs between the two gears.

請求項２に記載の考案は、前記第１歯車は、前記第１軸に対して回転可能に、かつ、第１軸の軸線方向に移動可能に支持され、前記付勢手段は、前記第１歯車を前記第１軸に対してその軸線方向に移動させるように付勢することを要旨とする。 The invention according to claim 2 is characterized in that the first gear is supported rotatably with respect to the first shaft and movably in the axial direction of the first shaft, and the urging means includes The gist of the present invention is to bias the gear so as to move the gear in the axial direction with respect to the first shaft.

請求項２に記載の考案によれば、第１軸がその軸線方向に移動せず、第１歯車のみが軸線方向に移動する。
請求項３に記載の考案は、前記付勢手段は、前記第１軸に対して所定位置に固定されるストッパと、このストッパと前記第１歯車との間に介在される弾性部材とからなり、前記弾性部材は、前記ストッパに対して前記第１歯車を第１軸の軸線方向に移動させるように付勢することを要旨とする。 According to the invention, the first shaft does not move in the axial direction, and only the first gear moves in the axial direction.
According to a third aspect of the present invention, the urging means includes a stopper fixed at a predetermined position with respect to the first shaft, and an elastic member interposed between the stopper and the first gear. The gist of the invention is that the elastic member biases the stopper so as to move the first gear in the axial direction of the first shaft with respect to the stopper.

請求項３に記載の考案によれば、第１軸に固定されるストッパと弾性部材とによって、第１歯車が第２歯車側に付勢される。
請求項４に記載の考案は、前記ストッパは、前記第１軸に対してその軸線方向の位置を変更可能な状態で第１軸に固定されることを要旨とする。 According to the present invention, the first gear is biased toward the second gear by the stopper and the elastic member fixed to the first shaft.
The invention according to claim 4 is characterized in that the stopper is fixed to the first shaft in a state where its position in the axial direction with respect to the first shaft can be changed.

請求項４に記載の考案によれば、第１軸に対するストッパの固定位置を調節すると、第１歯車が第２歯車に対して弾性部材によって押し付けられる強さが調節される。このため、第２歯車に対する第１歯車の噛み合い度合いを容易に調節することができる。 According to the invention, when the fixing position of the stopper with respect to the first shaft is adjusted, the strength with which the first gear is pressed against the second gear by the elastic member is adjusted. Therefore, the degree of engagement of the first gear with the second gear can be easily adjusted.

請求項１〜請求項４に記載の考案によれば、歯車及び軸の寸法誤差、組立誤差に起因する歯車間のバックラッシュを、歯車同士の摩擦を増大させることなく低減させることができ、しかも、長期間使用してもバックラッシュが増大し難い歯車機構を提供することができる。 According to the invention as set forth in claims 1 to 4, backlash between gears caused by dimensional errors of gears and shafts, assembly errors can be reduced without increasing friction between gears, and Further, it is possible to provide a gear mechanism in which the backlash hardly increases even when used for a long time.

以下、本考案の歯車機構をロボットハンドの一部の機構に具体化した一実施形態を図１〜図９に従って説明する。
図１に示すように、前記ロボットハンド１１は、親指機構１２、人差し指機構１３、中指機構１４、薬指機構１５、小指機構１６、及び、それらの基端部を収納する掌部１７を備えている。 Hereinafter, an embodiment in which the gear mechanism of the present invention is embodied as a part of a mechanism of a robot hand will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the robot hand 11 includes a thumb mechanism 12, an index finger mechanism 13, a middle finger mechanism 14, a ring finger mechanism 15, a little finger mechanism 16, and a palm part 17 for accommodating a base end thereof. .

図２（ａ），（ｂ）に示すように、前記親指機構１２は第１〜第３モータ２１〜２３、ブラケット２４、歯車機構９０を有する関節機構２５、及び指先機構２６を備えている。
次に、歯車機構９０を有する関節機構２５の構成を詳しく説明する。 As shown in FIGS. 2A and 2B, the thumb mechanism 12 includes first to third motors 21 to 23, a bracket 24, a joint mechanism 25 having a gear mechanism 90, and a fingertip mechanism 26.
Next, the configuration of the joint mechanism 25 having the gear mechanism 90 will be described in detail.

図５に示すように、第１及び第２モータ２１，２２は互いに平行に配置されており、前記ブラケット２４に対してボルト４２により固定されている。また、前記両モータ２１，２２のモータ軸２１ａ，２２ａは、ブラケット２４に形成された貫通孔４３を介して突出されている。 As shown in FIG. 5, the first and second motors 21 and 22 are arranged in parallel with each other, and are fixed to the bracket 24 by bolts 42. The motor shafts 21a and 22a of the two motors 21 and 22 project through a through hole 43 formed in the bracket 24.

第１及び第２モータ２１，２２のモータ軸２１ａ，２２ａには、平歯車２１ｂ，２２ｂが一体に固定されている。前記ブラケット２４はその上面から突出する一対の取付片４５，４６を備えており、その一対の取付片４５，４６には段付きボルト状の主軸４７を挿通するための貫通孔４５ａ，４６ａが形成されている。前記主軸４７の軸部４７ａは貫通孔４６ａ及び貫通孔４５ａに挿通されている。この主軸４７の軸線Ａ（第１軸の軸線）に対して、第１及び第２モータ２１，２２の軸線が直角をなすように配置されている。そして、前記軸部４７ａの基端側は貫通孔４６ａ内に配置された軸受５０を介して取付片４６に対して回動可能に支持されている。主軸４７は第１軸に相当する。 Spur gears 21b and 22b are integrally fixed to the motor shafts 21a and 22a of the first and second motors 21 and 22, respectively. The bracket 24 is provided with a pair of mounting pieces 45 and 46 projecting from the upper surface thereof, and the pair of mounting pieces 45 and 46 are formed with through holes 45a and 46a for inserting a main shaft 47 in the form of a stepped bolt. Have been. The shaft portion 47a of the main shaft 47 is inserted into the through hole 46a and the through hole 45a. The axes of the first and second motors 21 and 22 are arranged at right angles to the axis A of the main shaft 47 (the axis of the first axis). The base end of the shaft portion 47a is rotatably supported by the mounting piece 46 via a bearing 50 disposed in the through hole 46a. The main shaft 47 corresponds to a first shaft.

前記軸部４７ａの先端側は、その基端側よりも径が小さい縮径部４７ｂとされており、その縮径部４７ｂが前記貫通孔４５ａを挿通している。前記縮径部４７ｂの先端外周には雄ネジ部４７ｃが形成されている。その雄ネジ部４７ｃにはナット５１及び内周に雌ネジ部５２ａを備えたスリーブ５２がダブルナット状態で固定されている。前記スリーブ５２はナット５１側が大径部５２ｂとされ、ナット５１と反対側が小径部５２ｃとされている。そして、その小径部５２ｃは貫通孔４５ａ内に配置された軸受５３を介して取付片４５に対して回動可能に支持されている。 The distal end side of the shaft portion 47a is a reduced diameter portion 47b having a smaller diameter than its base end side, and the reduced diameter portion 47b passes through the through hole 45a. A male screw portion 47c is formed on the outer periphery of the distal end of the reduced diameter portion 47b. A sleeve 51 having a nut 51 and a female screw portion 52a on the inner periphery is fixed to the male screw portion 47c in a double nut state. The sleeve 52 has a large diameter portion 52b on the nut 51 side and a small diameter portion 52c on the side opposite to the nut 51. The small diameter portion 52c is rotatably supported by the mounting piece 45 via a bearing 53 arranged in the through hole 45a.

また、縮径部４７ｂの基端部には、冠歯車５５が外嵌されている。冠歯車５５は、縮径部４７ｂの基端側の段部に当接された状態で前記平歯車２１ｂに噛合されている。
図５及び図６に示すように、前記冠歯車５５の円筒状のボス５５ａには軸線Ａ方向に沿って延びるスリット５５ｂが２つ切欠き形成されている。そして、ボス５５ａの外周には二つの分割片よりなる締付リング５６が配置されている。その締付リング５６を締め付けることにより、ボス５５ａは２つのスリット５５ｂの間隔が狭くなって径が小さくなり、この結果、縮径部４７ｂに対して締め付け固定される。 A crown gear 55 is externally fitted to the base end of the reduced diameter portion 47b. The crown gear 55 is meshed with the spur gear 21b in a state where the crown gear 55 is in contact with the step on the base end side of the reduced diameter portion 47b.
As shown in FIGS. 5 and 6, the cylindrical boss 55a of the crown gear 55 is formed with two slits 55b extending along the direction of the axis A. A fastening ring 56 composed of two divided pieces is arranged on the outer periphery of the boss 55a. By tightening the tightening ring 56, the distance between the two slits 55b is reduced and the diameter of the boss 55a is reduced, and as a result, the boss 55a is tightened and fixed to the reduced diameter portion 47b.

前記締付リング５６は、第１分割体５７と、第２分割体５８と、一対のボルト５９とにより構成されている。前記第１分割体５７は半円状をなしており、両分割面には雌ネジ穴５７ａがそれぞれ形成されている。前記第２分割体５８は略半円状をなしており、径方向両側にはボルト５９を逃げるための切欠き部５８ａがそれぞれ凹み形成されている。そして、第２分割体５８において、前記雌ネジ穴５７ａに対応する部分には貫通孔５８ｂが形成されている。前記両ボルト５９は各貫通孔５８ｂを介して各雌ネジ穴５７ａにそれぞれ螺合されており、両ボルト５９によって両分割体５７，５８を締結し、ボス５５ａを締め付けるように構成されている。 The tightening ring 56 includes a first divided body 57, a second divided body 58, and a pair of bolts 59. The first divided body 57 has a semicircular shape, and female screw holes 57a are formed on both divided surfaces. The second divided body 58 has a substantially semicircular shape, and cutout portions 58a for escaping the bolt 59 are formed on both sides in the radial direction, respectively. In the second divided body 58, a through hole 58b is formed at a portion corresponding to the female screw hole 57a. The two bolts 59 are screwed into the respective female screw holes 57a through the respective through holes 58b, and the two divided bodies 57, 58 are fastened by the two bolts 59, and the boss 55a is fastened.

また、図５及び図７に示すように、前記軸部４７ａにおける軸線Ａ方向中央部の外周には雄ネジ部４７ｄが形成され、その雄ネジ部４７ｄの外周には前記締付リング５６とほぼ同一構造の締付リング６６が構成されている。締付リング６６はストッパに相当する。 As shown in FIGS. 5 and 7, a male screw portion 47d is formed on the outer periphery of the shaft portion 47a at the center in the direction of the axis A, and the outer periphery of the male screw portion 47d is substantially the same as the tightening ring 56. A tightening ring 66 having the same structure is configured. The fastening ring 66 corresponds to a stopper.

締付リング６６は、前記締付リング５６の第１分割体５７に相当する第１分割体６７と、第２分割体５８に相当する第２分割体６８と、ボルト５９に相当するボルト６９とにより構成されている。第１分割体６７には、雌ネジ穴５７ａと同様の雌ネジ穴６７ａが形成されている。第２分割体６８には、切欠き部５８ａ及び貫通孔５８ｂと同様の切欠き部６８ａ及び貫通孔６８ｂが形成されている。この締付リング６６は締付リング５６と比較して外径寸法及び内径寸法が若干違っている。また、第１分割体６７及び第２分割体６８の内周面には雌ネジ部６７ｂ，６８ｃが形成されている。そして、ボルト６９にて両分割体６７，６８を締結すると、雌ネジ部６７ｂ，６８ｃが雄ネジ部４７ｄに噛合するとともに圧接する。このため、締付リング６６は主軸４７に対し軸線Ａ方向における所定位置に固定される。なお、締付リング６６の主軸４７に対する固定位置は、雄ネジ部４７ｄに噛合する範囲内で変更可能である。 The tightening ring 66 includes a first split body 67 corresponding to the first split body 57 of the tightening ring 56, a second split body 68 corresponding to the second split body 58, and a bolt 69 corresponding to the bolt 59. It consists of. A female screw hole 67a similar to the female screw hole 57a is formed in the first split body 67. In the second divided body 68, a cutout portion 68a and a through hole 68b similar to the cutout portion 58a and the through hole 58b are formed. The outer diameter and the inner diameter of the tightening ring 66 are slightly different from those of the tightening ring 56. Further, female screw portions 67b and 68c are formed on the inner peripheral surfaces of the first divided body 67 and the second divided body 68. When the two divided bodies 67 and 68 are fastened with the bolt 69, the female screw portions 67b and 68c mesh with the male screw portion 47d and are brought into pressure contact with each other. For this reason, the fastening ring 66 is fixed at a predetermined position in the direction of the axis A with respect to the main shaft 47. The fixing position of the tightening ring 66 with respect to the main shaft 47 can be changed within a range in which the tightening ring 66 meshes with the male screw portion 47d.

前記締付リング６６の取付片４６側には、軸部４７ａに外嵌された波形ばね座金６０が設けられている。波形ばね座金６０は弾性部材に相当する。この波形ばね座金６０は、ばね性を有する金属材料又はプラスティック材料からなる。そして、波形ばね座金６０及び締付リング６６にて付勢手段が構成される。 On the mounting piece 46 side of the tightening ring 66, a wave spring washer 60 that is externally fitted to the shaft portion 47a is provided. The wave spring washer 60 corresponds to an elastic member. The wave spring washer 60 is made of a metal material or a plastic material having a spring property. The wave spring washer 60 and the tightening ring 66 constitute an urging means.

波形ばね座金６０の取付片４６側には、軸受７１及びスリーブ７２が軸部４７ａに外嵌された状態で配置されている。前記軸受７１と、スリーブ７２の外径は同じ径になるように形成されている。そして、前記軸受７１及び前記スリーブ７２の外周には前記平歯車２２ｂに噛合する冠歯車７３が外嵌されている。この冠歯車７３は第１歯車に相当する。その冠歯車７３は主軸４７に対して相対回動可能、かつ、その軸線方向に移動可能に構成されている。冠歯車７３は前記冠歯車５５と同径で且つ同じ歯数に形成されている。また平歯車２２ｂにおいても前記平歯車２１ｂと同径及び同じ歯数に形成されている。 A bearing 71 and a sleeve 72 are arranged on the mounting piece 46 side of the wave spring washer 60 so as to be fitted on the shaft portion 47a. The outer diameters of the bearing 71 and the sleeve 72 are formed to have the same diameter. A crown gear 73 meshing with the spur gear 22b is fitted around the outer circumference of the bearing 71 and the sleeve 72. The crown gear 73 corresponds to a first gear. The crown gear 73 is configured to be rotatable relative to the main shaft 47 and to be movable in the axial direction. The crown gear 73 has the same diameter and the same number of teeth as the crown gear 55. The spur gear 22b is also formed with the same diameter and the same number of teeth as the spur gear 21b.

締付リング６６は、軸部４７ａの軸線方向における所定位置に固定され、この締付リング６６の取付片４６側には、波形ばね座金６０が当接されている。また、波形ばね座金６０の取付片４６側には、冠歯車７３が当接されている。冠歯車７３は、平歯車２２ｂに噛み合わされている。この状態で、波形ばね座金６０及び冠歯車７３は、締付リング６６と平歯車２２ｂとの間に挟持されている。このとき、波形ばね座金６０は、弾性圧縮変形されている。そして、冠歯車７３は、弾性圧縮変形した波形ばね座金６０の反力により、平歯車２２ｂに対して噛み合う向きに弾性的に付勢されている。 The tightening ring 66 is fixed to a predetermined position in the axial direction of the shaft portion 47a, and a wave spring washer 60 contacts the mounting piece 46 side of the tightening ring 66. A crown gear 73 is in contact with the mounting piece 46 of the wave spring washer 60. The crown gear 73 is meshed with the spur gear 22b. In this state, the wave spring washer 60 and the crown gear 73 are sandwiched between the tightening ring 66 and the spur gear 22b. At this time, the wave spring washer 60 is elastically compressed and deformed. The crown gear 73 is elastically urged in a direction in which the crown gear 73 meshes with the spur gear 22b by the reaction force of the elastically deformed wave spring washer 60.

また、図５及び図８に示すように、前記スリーブ７２の取付片４６側には略直方体形状の間隔保持体７４が設けられている。前記間隔保持体７４には軸線Ａ方向に沿って延びる貫通孔７４ａが形成されており、その貫通孔７４ａに前記主軸４７の軸部４７ａが挿通されている。さらに、間隔保持体７４には前記軸線Ａに対して直交する方向へ向けて貫通孔７４ａよりも小さな径の貫通孔７４ｂが形成されている。前記軸部４７ａには前記貫通孔７４ｂに対応する位置にその貫通孔７４ｂと同径の貫通孔４７ｅが形成されている。そして、前記貫通孔７４ｂ及び貫通孔４７ｅに対してピン２７の軸部８０が挿通されている。その軸部８０の先端部は軸部８０よりも径が小さい雄ネジ部８０ａとされている。ピン２７は第２軸及び第３軸に相当する。また、ピン２７の軸線Ｂ（第２軸の軸線）は前記軸線Ａに対して直交している。 As shown in FIGS. 5 and 8, a substantially rectangular parallelepiped spacing member 74 is provided on the side of the mounting piece 46 of the sleeve 72. The spacing member 74 has a through hole 74a extending along the direction of the axis A, and the shaft portion 47a of the main shaft 47 is inserted into the through hole 74a. Further, a through hole 74b having a smaller diameter than the through hole 74a is formed in the spacing member 74 in a direction orthogonal to the axis A. A through hole 47e having the same diameter as the through hole 74b is formed in the shaft portion 47a at a position corresponding to the through hole 74b. The shaft 80 of the pin 27 is inserted into the through hole 74b and the through hole 47e. The tip of the shaft portion 80 is a male screw portion 80a having a smaller diameter than the shaft portion 80. The pin 27 corresponds to a second axis and a third axis. The axis B of the pin 27 (the axis of the second axis) is orthogonal to the axis A.

そして、前記間隔保持体７４において、前記軸部８０の軸線Ｂ方向における両側には、動力伝達歯車８１とダミー歯車８２とが軸部８０に遊挿された状態でそれぞれ配置されている。動力伝達歯車８１は第２歯車に相当し、ダミー歯車８２は第３歯車に相当する。前記動力伝達歯車８１及びダミー歯車８２は、同径でかつ同じ歯数に形成されている。前記動力伝達歯車８１はピン２７における基端側に位置し、前記ダミー歯車８２はピン２７における先端側に位置している。 In the spacing member 74, a power transmission gear 81 and a dummy gear 82 are arranged on both sides of the shaft portion 80 in the direction of the axis B in a state of being loosely inserted into the shaft portion 80. The power transmission gear 81 corresponds to a second gear, and the dummy gear 82 corresponds to a third gear. The power transmission gear 81 and the dummy gear 82 have the same diameter and the same number of teeth. The power transmission gear 81 is located on the proximal end side of the pin 27, and the dummy gear 82 is located on the distal end side of the pin 27.

動力伝達歯車８１及びダミー歯車８２には、前記冠歯車７３が噛み合わされている。冠歯車７３は、締付リング６６と両歯車８１，８２との間に、波形ばね座金６０とともに挟持されている。そして、冠歯車７３は、弾性圧縮変形した波形ばね座金６０の反力により、両歯車８１，８２に対して噛み合う向きに弾性的に付勢されている。 The crown gear 73 is meshed with the power transmission gear 81 and the dummy gear 82. The crown gear 73 is clamped together with the wave spring washer 60 between the tightening ring 66 and the two gears 81 and 82. The crown gear 73 is elastically urged by the reaction force of the elastically deformed wave spring washer 60 in a direction in which the two gears 81 and 82 mesh with each other.

前記動力伝達歯車８１における間隔保持体７４の反対側には筒状のボス８１ａが形成されている。そして、冠歯車７３が主軸４７に対して相対回動すると、前記両歯車８１，８２はピン２７を中心として互いに逆向きに回動するように構成されている。一方、冠歯車７３が主軸４７と同方向に同期回動すると、前記両歯車８１，８２はピン２７を中心とする回動を行なわないように構成されている。 A cylindrical boss 81a is formed on the power transmission gear 81 on the opposite side of the spacing member 74. When the crown gear 73 is relatively rotated with respect to the main shaft 47, the two gears 81 and 82 are configured to rotate in opposite directions about the pin 27. On the other hand, when the crown gear 73 rotates synchronously with the main shaft 47 in the same direction, the two gears 81 and 82 are configured not to rotate about the pin 27.

図２（ａ）、図８及び図９に示すように、前記第１リンク３１の下端には一対の取付片３１ａ，３１ｂが突出形成され、同取付片３１ａ，３１ｂには貫通孔３１ｃ，３１ｄが形成されている。そして、前記貫通孔３１ｄには軸受８３を介してピン２７の軸部８０が回動可能に支持されている（図９参照）。前記軸部８０より先端側の雄ネジ部８０ａには座金８４及びナット８５が取り付けられており、第１リンク３１に対するピン２７の抜けを防いでいる。 As shown in FIGS. 2A, 8 and 9, a pair of mounting pieces 31a and 31b are formed at the lower end of the first link 31 so as to protrude, and through holes 31c and 31d are formed in the mounting pieces 31a and 31b. Is formed. The shaft portion 80 of the pin 27 is rotatably supported in the through hole 31d via a bearing 83 (see FIG. 9). A washer 84 and a nut 85 are attached to the male screw portion 80a on the distal end side of the shaft portion 80 to prevent the pin 27 from coming off the first link 31.

また、前記第１リンク３１の貫通孔３１ｃには動力伝達歯車８１のボス８１ａが回動不能に一体に固定されている（図９参照）。なお、主軸４７、締付リング６６、波形ばね座金６０、シート７０、冠歯車７３、動力伝達歯車８１、ダミー歯車８２、及びピン２７にて歯車機構９０が構成されている。 A boss 81a of a power transmission gear 81 is integrally fixed to the through hole 31c of the first link 31 so as not to rotate (see FIG. 9). A gear mechanism 90 includes the main shaft 47, the tightening ring 66, the wave spring washer 60, the seat 70, the crown gear 73, the power transmission gear 81, the dummy gear 82, and the pin 27.

前記歯車機構９０は上記に示す構造となっているため、締付リング６６とピン２７との間隔により、平歯車２２ｂ及び両歯車８１，８２に対して冠歯車７３が噛み合わされる度合いが調節される構造となっている。また、締付リング６６が、主軸４７の雄ねじ部４７ｄに対して螺合されることで主軸４７に固定されるため、締付リング６６とピン２７との間隔が無段階に設定可能に構成されている。 Since the gear mechanism 90 has the above-described structure, the degree of engagement of the crown gear 73 with the spur gear 22b and the two gears 81 and 82 is adjusted by the distance between the tightening ring 66 and the pin 27. Structure. Further, since the tightening ring 66 is fixed to the main shaft 47 by being screwed into the male screw portion 47d of the main shaft 47, the interval between the tightening ring 66 and the pin 27 can be set steplessly. ing.

図２（ａ），（ｂ）に示すように、前記指先機構２６は第１〜第３リンク３１〜３３を備えており、第１リンク３１の基端部が前記ピン２７に対して回動可能に支持されている。前記第１リンク３１の先端部には支軸３４が回動自在に架設され、同支軸３４に対して第２リンク３２が一体に連結されている。同第２リンク３２の先端部には支軸３５を介して第３リンク３３が回動可能に支持されている。前記支軸３４には冠状の歯車３７が一体固設されている。第１リンク３１内には、前記第３モータ２３が配置されており、その第３モータ２３のモータ軸に連結された平歯車２３ａが前記歯車３７に噛合されている。また、前記第２リンク３２と前記第３リンク３３とには、リンク棒３６が作動連結されている。 As shown in FIGS. 2A and 2B, the fingertip mechanism 26 includes first to third links 31 to 33, and a base end of the first link 31 rotates with respect to the pin 27. Supported as possible. A support shaft 34 is rotatably mounted on the distal end of the first link 31, and the second link 32 is integrally connected to the support shaft 34. A third link 33 is rotatably supported at the distal end of the second link 32 via a support shaft 35. A crown-shaped gear 37 is integrally fixed to the support shaft 34. The third motor 23 is disposed in the first link 31, and a spur gear 23 a connected to a motor shaft of the third motor 23 is meshed with the gear 37. A link rod 36 is operatively connected to the second link 32 and the third link 33.

そして、第３モータ２３が正逆回転すると、平歯車２３ａ、歯車３７を介して支軸３４、第２リンク３２が正逆回動する。また、第２リンク３２の回動に伴って、リンク棒３６の連結により第３リンク３３は支軸３５を中心に正逆回動する。 When the third motor 23 rotates forward and backward, the support shaft 34 and the second link 32 rotate forward and backward via the spur gear 23a and the gear 37. Further, with the rotation of the second link 32, the third link 33 rotates forward and backward around the support shaft 35 by the connection of the link rod 36.

次に、本実施形態のように構成されたロボットハンド１１における関節機構２５及び歯車機構９０の作用について説明する。
なお、図３における上側を上方、下側を下方という。図３及び図４において上方から下方を見下ろした際における平歯車２１ｂ，２２ｂが時計回り方向に回転することを正回転という。また、その平歯車２１ｂ，２２ｂが反時計回り方向に回転することを逆回転という。 Next, the operation of the joint mechanism 25 and the gear mechanism 90 in the robot hand 11 configured as in the present embodiment will be described.
In addition, the upper side in FIG. 3 is called upper, and the lower side is called lower. In FIGS. 3 and 4, when the spur gears 21b, 22b rotate clockwise when looking down from above, it is referred to as forward rotation. The rotation of the spur gears 21b and 22b in the counterclockwise direction is called reverse rotation.

まず、第１及び第２モータ２１，２２の平歯車２１ｂ，２２ｂを同速度で逆回転させると、冠歯車５５，７３、主軸４７、及び第１リンク３１は図３における軸線Ａを中心として時計方向に回動する。以下、この方向を第１方向という。この際、冠歯車７３は主軸４７と同方向へ同期回動するため、両歯車８１，８２は軸線Ｂを中心に回動しない。 First, when the spur gears 21b and 22b of the first and second motors 21 and 22 are reversely rotated at the same speed, the crown gears 55 and 73, the main shaft 47, and the first link 31 are clockwise about the axis A in FIG. Rotate in the direction. Hereinafter, this direction is referred to as a first direction. At this time, since the crown gear 73 rotates synchronously with the main shaft 47 in the same direction, the two gears 81 and 82 do not rotate around the axis B.

また、第１及び第２モータ２１，２２の平歯車２１ｂ，２２ｂを同速度で正回転させると、冠歯車５５，７３、主軸４７及び第１リンク３１は図３における軸線Ａを中心として反時計方向に回動する。以下、この方向を第２方向という。この際においても、冠歯車７３は主軸４７と同方向へ同期回動するため、両歯車８１，８２は軸線Ｂを中心に回動しない。 When the spur gears 21b and 22b of the first and second motors 21 and 22 are rotated forward at the same speed, the crown gears 55 and 73, the main shaft 47 and the first link 31 are counterclockwise about the axis A in FIG. Rotate in the direction. Hereinafter, this direction is referred to as a second direction. Also at this time, since the crown gear 73 rotates synchronously in the same direction as the main shaft 47, the two gears 81 and 82 do not rotate around the axis B.

そして、前記第１モータ２１を静止し、第２モータ２２を正回転させると、両冠歯車５５，７３のうち冠歯車７３のみが回動する。このとき、冠歯車７３は主軸４７に対して相対回動するため、両歯車８１，８２は図４及び図５における軸線Ｂを中心として時計回り方向に回動する。以下、この方向を第３方向という。そして、動力伝達歯車８１を固定している第１リンク３１も動力伝達歯車８１の回動量に合わせて同方向に回動する。 When the first motor 21 is stopped and the second motor 22 is rotated forward, only the crown gear 73 of the two crown gears 55 and 73 rotates. At this time, since the crown gear 73 relatively rotates with respect to the main shaft 47, the two gears 81 and 82 rotate clockwise about the axis B in FIGS. Hereinafter, this direction is referred to as a third direction. Then, the first link 31 fixing the power transmission gear 81 also rotates in the same direction in accordance with the amount of rotation of the power transmission gear 81.

逆に、前記第１モータ２１を静止し、第２モータ２２を逆回転させると、第１リンク３１（動力伝達歯車８１）は図４及び図５における軸線Ｂを中心として反時計回り方向に回動する。以下、この方向を第４方向という。 Conversely, when the first motor 21 is stopped and the second motor 22 is rotated in the reverse direction, the first link 31 (the power transmission gear 81) rotates counterclockwise about the axis B in FIGS. Move. Hereinafter, this direction is referred to as a fourth direction.

従って、両モータ２１，２２を適宜制御することで第１リンク３１を第１方向〜第４方向へ自在に回動させることが可能となる。
ところで、締付リング６６と冠歯車７３との間に波形ばね座金６０が介在され、この波形ばね座金６０により、両歯車８１，８２に対して冠歯車７３が弾性的に押し付けられている。このため、波形ばね座金６０を設けず、締付リング６６で直接冠歯車７３を両歯車８１，８２に対して押し付ける場合と異なり、冠歯車７３が両歯車８１，８２に対して過度に強い力で押し付けられたり、逆に、押し付ける力が加わらなかったりすることがない。従って、冠歯車７３、両歯車８１，８２の歯形状に加工誤差があっても、また、各歯車７３，８１，８２の軸４７，８０に対する直角度にばらつきがあっても、冠歯車７３と両歯車８１，８２の歯同士が部分的に強く噛み合うことがない。その結果、冠歯車７３と両歯車８１，８２との間の摩擦の大きさが過大となることがなく、過大な摩擦に起因する機械損失が発生しない。また、冠歯車７３と両歯車８１，８２との間のバックラッシュがなくなるので、第１リンク３１のがたつきが抑制される。 Therefore, the first link 31 can be freely rotated in the first to fourth directions by appropriately controlling the two motors 21 and 22.
By the way, a wave spring washer 60 is interposed between the tightening ring 66 and the crown gear 73, and the wave gear washer 60 elastically presses the crown gear 73 against both the gears 81 and 82. Therefore, unlike the case where the crown gear 73 is directly pressed against the two gears 81 and 82 by the tightening ring 66 without providing the wave spring washer 60, the crown gear 73 exerts an excessively strong force on the two gears 81 and 82. No pressing force is applied, and conversely, no pressing force is applied. Therefore, even if there is a machining error in the tooth shape of the crown gear 73 and the two gears 81 and 82, and even if the perpendicularity of the gears 73, 81 and 82 to the shafts 47 and 80 varies, the crown gear 73 and The teeth of the gears 81 and 82 do not partially strongly mesh with each other. As a result, the magnitude of the friction between the crown gear 73 and the two gears 81 and 82 does not become excessive, and the mechanical loss due to the excessive friction does not occur. In addition, since there is no backlash between the crown gear 73 and the two gears 81 and 82, rattling of the first link 31 is suppressed.

さらに、長期間の使用により各歯車７３，８１，８２の歯が摩耗しても、波形ばね座金６０の反力によって冠歯車７３が両歯車８１，８２に対して押し付けられた状態が継続する。このため、長期間使用しても、冠歯車７３と両歯車８１，８２との間のバックラッシュは増大しない。 Furthermore, even if the teeth of the gears 73, 81, and 82 wear due to long-term use, the state in which the crown gear 73 is pressed against the two gears 81 and 82 by the reaction force of the wave spring washer 60 continues. For this reason, the backlash between the crown gear 73 and the two gears 81 and 82 does not increase even after long-term use.

また、両歯車８１，８２は軸線Ａを中心として線対称位置に配置されている。これが例えば、ダミー歯車８２が無い状態で動力伝達歯車８１のみに冠歯車７３を圧接する構造とすると、冠歯車７３には偏荷重が発生し、同冠歯車７３を傾かせるような力が発生する。この結果、冠歯車７３と動力伝達歯車８１との噛合が不安定となり良好な動力伝達が行えない。しかしながら、本実施形態の冠歯車７３は両歯車８１，８２に対して圧接する構造となっている。そのため、冠歯車７３には同冠歯車７３を傾けるような力が発生せず、冠歯車７３と動力伝達歯車８１との噛合が安定し良好な動力伝達が行える。 The two gears 81 and 82 are arranged at line-symmetric positions with respect to the axis A. For example, if the crown gear 73 is pressed against only the power transmission gear 81 without the dummy gear 82, an eccentric load is generated in the crown gear 73, and a force that tilts the crown gear 73 is generated. . As a result, the meshing between the crown gear 73 and the power transmission gear 81 becomes unstable, and good power transmission cannot be performed. However, the crown gear 73 of the present embodiment has a structure in which the crown gear 73 is pressed against the two gears 81 and 82. For this reason, a force that inclines the crown gear 73 is not generated in the crown gear 73, and the meshing between the crown gear 73 and the power transmission gear 81 is stabilized, and favorable power transmission can be performed.

本実施形態のロボットハンド１１における関節機構２５によれば、以下のような効果も得ることができる。すなわち、主軸４７に対して位置調節可能に固定される締付リング６６と、この締付リング６６と冠歯車７３との間に介在される波形ばね座金６０とによって、冠歯車７３が両歯車８１，８２に弾性的に押し付けられる。従って、締付リング６６の位置を調節することにより、両歯車８１，８２に対する冠歯車７３の噛み合い度合いを容易に再調節することができる。 According to the joint mechanism 25 of the robot hand 11 of the present embodiment, the following effects can be obtained. That is, the crown gear 73 is fixed to the two gears 81 by the fastening ring 66 fixed to the main shaft 47 so as to be adjustable in position and the wave spring washer 60 interposed between the fastening ring 66 and the crown gear 73. , 82 are elastically pressed. Therefore, by adjusting the position of the tightening ring 66, the degree of engagement of the crown gear 73 with both gears 81 and 82 can be easily readjusted.

（他の実施形態）
なお、上記各実施形態は以下のような他の実施形態に変更して具体化してもよい。
・波形ばね座金６０に代えて、非波形ばね座金、皿ばね座金、あるいは、歯付きばね座金とした構成としてもよい。 (Other embodiments)
Note that each of the above embodiments may be embodied by being changed to the following other embodiments.
The wave spring washer 60 may be replaced with a non-wave spring washer, a disc spring washer, or a toothed spring washer.

・弾性部材としての波形ばね座金６０に代えて、リング状のゴム部材を設けた構成としてもよい。
・冠歯車７３に代えて第１かさ歯車（第１歯車）を設け、また、平歯車である前記歯車８１，８２に代えて第２かさ歯車（第２歯車）及び第３かさ歯車（第３歯車）を設けた構成としてもよい。 A configuration in which a ring-shaped rubber member is provided instead of the wave spring washer 60 as the elastic member may be adopted.
A first bevel gear (first gear) is provided in place of the crown gear 73, and a second bevel gear (second gear) and a third bevel gear (third gear) are provided in place of the spur gears 81 and 82. (Gear) may be provided.

・ストッパとしての締付リング６６に代えて、ダブルナット機構とした構成としてもよい。
・動力伝達歯車８１又はダミー歯車８２を軸部８０に対して一体回転可能に固定支持した構成としてもよい。 A double nut mechanism may be used instead of the tightening ring 66 as a stopper.
The power transmission gear 81 or the dummy gear 82 may be fixedly supported so as to be integrally rotatable with the shaft portion 80.

・本発明は、ロボットハンド１１における歯車機構９０に限らず、その他の機構における歯車機構に具体化してもよい。 The present invention is not limited to the gear mechanism 90 in the robot hand 11, but may be embodied in a gear mechanism in another mechanism.

本実施形態におけるロボットハンドに対する親指機構の位置関係を示す概略説明図。FIG. 3 is a schematic explanatory diagram illustrating a positional relationship of a thumb mechanism with respect to the robot hand according to the embodiment. （ａ）は、親指機構の部分断面側面図。（ｂ）は、親指機構の部分断面正面図。(A) is a partial sectional side view of a thumb mechanism. (B) is a partial sectional front view of the thumb mechanism. 本実施形態における指先機構の第１方向及び第２方向への動きを説明する概略説明図。FIG. 4 is a schematic explanatory diagram illustrating movement of a fingertip mechanism in a first direction and a second direction in the embodiment. 本実施形態における指先機構の第３方向及び第４方向への動きを説明する概略説明図。FIG. 9 is a schematic explanatory diagram illustrating movement of a fingertip mechanism in a third direction and a fourth direction in the embodiment. 本実施形態における関節機構の部分断面正面図。FIG. 2 is a partial cross-sectional front view of the joint mechanism according to the embodiment. 本実施形態における関節機構を構成する部材を示す斜視図。FIG. 3 is a perspective view showing members constituting the joint mechanism in the embodiment. 本実施形態における関節機構を構成する部材を示す斜視図。FIG. 3 is a perspective view showing members constituting the joint mechanism in the embodiment. 本実施形態における関節機構を構成する部材を示す斜視図。FIG. 3 is a perspective view showing members constituting the joint mechanism in the embodiment. 本実施形態における歯車機構を示す部分断面平面図。FIG. 2 is a partial cross-sectional plan view showing a gear mechanism according to the embodiment. （ａ）は、従来における歯車機構を示す部分断面平面図、（ｂ）は、同じく部分断面正面図。FIG. 2A is a partial cross-sectional plan view showing a conventional gear mechanism, and FIG.

Explanation of reference numerals

２７…第２軸及び第３軸としてのピン、４７…第１軸としての主軸、６０…付勢手段を構成する弾性部材としての波形ばね座金、６６…付勢手段を構成するストッパとしての締付リング、７３…第１歯車としての冠歯車、８１…第２歯車としての動力伝達歯車、８２…第３歯車としてのダミー歯車、９０…歯車機構、Ａ…（第１軸の）軸線、Ｂ…（第２軸の）軸線。 27: Pins as second and third axes, 47: Main shaft as first axis, 60: Wave spring washer as elastic member constituting urging means, 66 ... Tightening as stopper constituting urging means Attached ring, 73: crown gear as first gear, 81: power transmission gear as second gear, 82: dummy gear as third gear, 90: gear mechanism, A: axis of first shaft, B … The axis (of the second axis).

Claims

A first gear supported rotatably about the axis with respect to the first shaft;
A second gear having an axis orthogonal to the axis of the first axis, and a second gear supported rotatably about the axis;
In a gear mechanism in which the first gear and the second gear are meshed with each other in an axial direction of the first shaft,
A gear mechanism comprising: an urging means for elastically urging the first gear in a direction in which the first gear meshes with the second gear in the axial direction of the first shaft.

The first gear is supported rotatably with respect to the first shaft and movably in an axial direction of the first shaft.
The gear mechanism according to claim 1, wherein the urging unit urges the first gear so as to move the first gear in the axial direction with respect to the first shaft.

The urging means,
A stopper fixed at a predetermined position with respect to the first shaft;
An elastic member interposed between the stopper and the first gear,
The gear mechanism according to claim 2, wherein the elastic member urges the stopper so as to move the first gear in an axial direction of a first shaft.

4. The gear mechanism according to claim 3, wherein the stopper is fixed to the first shaft such that a position of the stopper in the axial direction with respect to the first shaft can be changed. 5.