JPH06109102A

JPH06109102A - 歯車伝導装置

Info

Publication number: JPH06109102A
Application number: JP27678392A
Authority: JP
Inventors: Masanori Abe; 政則阿部; Seiji Nakamura; 清二中村; Hiroshi Kawada; 洋河田; Hiroyuki Sonobe; 浩之園部
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1992-09-22
Filing date: 1992-09-22
Publication date: 1994-04-19

Abstract

(57)【要約】【目的】ねじり剛性、強度、耐久性を損なうことなく
バックラッシを除去できる歯車伝導装置を提供する。【構成】内歯歯車本体１はその外周にＵ型断面形状４
が形成されており、またその内周には内歯歯車２が形成
されている。Ｕ型断面形状４の側面５ａ，５ｂに側圧を
負荷させると、内歯歯車２のピッチ円が半径方向に小さ
くなり、この変形によって相手歯車に内歯歯車を押し付
けバックラッシを除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は産業用ロボットを始めと
する各種産業機器の動力伝達部分に使用される歯車伝導
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】産業用ロボット等に使用される制御機器
としての精密減速機は、回転方向が正逆転で使用される
場合が多く、高い制御性の確保が必要とされる。しかし
ながら精密減速機としての歯車伝導装置にはバックラッ
シがあり、このバックラッシが大きいと位置決め精度が
悪くなるという問題が生じる。このため、近年このバッ
クラッシをより小さくするための各種歯車の開発が進め
られている。そしてこの様なバックラッシを除去する方
法として、従来より次のような歯車が提案されている。

【０００３】例えば特開昭６１−８４４３８号公報に記
載された従来のバックラッシ除去装置を図５において説
明すると、図中５１は外歯歯車５３の歯環であり、弾性
的に変形可能な薄肉鼓形殻５２の両端に配置されてい
る。５４と５５は内歯歯車であり、これらのうちのどち
らか片方が可動歯車で、もう一方が固定歯車となる。５
７は偏心ロータで、その端面に配置された入力軸５８を
介して原動機により駆動される。偏心ロータ７の偏心運
動は軸受５６を介して外歯歯車５３に伝えられる。この
ようにして外歯歯車５３が内歯歯車５４及び５５と噛み
合いながら偏心運動することにより、差動変速装置を構
成するものである。また前記差動変速装置は同図に示す
ように、入力軸５８の中心線５９を外歯歯車５３と内歯
歯車５４及び５６とが噛み合っているＸ方向に微少量だ
け移動した後固定してやると、薄肉鼓形殻５２はその軸
直角断面において楕円形に変形し、その際に発生する半
径方向の弾性力により、外歯歯車５３の歯環５１は内歯
歯車５４及び５５に押し付けられることになり、バック
ラッシを無くすることができる。このように、このもの
では歯環が弾性的に変形可能な薄肉鼓形殻の両端に外歯
歯車を配置し、前述の薄肉鼓形殻の半径方向の弾性力を
利用して外歯歯車を内歯歯車に無背隙で噛み合わせるよ
うにしている。

【０００４】更に特開平２−３０４２４３号公報に記載
されたものを図６において説明すると、歯車６１は各歯
６１Ａ，６１Ｂが弾性のある材料、例えばプラスチッ
ク、硬質ゴムなどからできており、更に各歯には歯厚を
２等分する半径方向の平面を含み歯の先端からピッチ円
６３の内側まで延在する溝６２がそれぞれ設けられてい
る。また歯車６１と噛み合う歯車７１も各歯７１Ａ，７
１Ｂが弾性のある材料、例えばプラスチック、硬質ゴム
などからできており、更に各歯には歯厚を２等分する半
径方向の平面を含み歯の先端からピッチ円７３の内側ま
で延在する溝７２がそれぞれ設けられている。前記構成
の歯車６１，７１は、各歯６１Ａ，６１Ｂ，７１Ａ，７
１Ｂが弾性のある材料でできている上に溝６２，７２が
設けられているため、歯に負荷をかけると若干変形す
る。歯車６１と歯車７１とを噛み合わせるとき、噛み合
った１対の歯６１Ａと歯７１Ａの歯面間にはバックラッ
シを設けず、むしろ歯面には僅かに負荷をかけ、歯６１
Ａ，７１Ａが若干変形するくらいにして噛み合わせる。
このように噛み合わせると、歯車６１，７１の歯形やピ
ッチの誤差、運転中の熱膨張、負荷による歯、軸、軸受
部の撓みなどがあっても、歯６１Ａ，６１Ｂ，７１Ａ，
７１Ｂが弾性変形するため、バックラッシを零に保ち続
けることが可能である。このように、このものでは歯車
の歯を弾性材料で形成し、かつ各歯に歯厚を等分する半
径方向の平面を含み歯の先端から少なくともピッチ内に
至る溝を設け、これによって背隙が常時零に保持される
ようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記従来
のバックラッシ除去策において、特開昭６１−８４４３
８号公報のものは、弾性的に変形可能な薄肉鼓形殻を使
用しているため、薄肉鼓形殻のねじり剛性、強度、耐久
性に不安があり、長期間にわたっての使用が困難である
と予想される。また特開平２−３０４２４３号公報のも
のは、歯に溝を設けているため歯が噛み合うたびに撓み
変形が発生し、それによる曲げ疲労強度が問題になる。
また歯車に撓みがあるため、ねじり剛性の不足が予想さ
れる。更には歯に対して溝加工を行なう必要があるため
コストが高くなる等の問題があった。そこで本発明は歯
車伝導装置において、一方の歯車を半径方向に弾性変形
させ、ピッチ円を相手歯車に押し付ける構造を採用する
ことにより、ねじり剛性、強度、耐久性等を損なうこと
なく、バックラッシを除去できる新規な歯車伝導装置を
提供し、これにより前記従来の問題点を解決しようとす
るものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このため本発明は、歯車
伝導装置において、噛み合うべき一方の歯車を半径方向
に弾性変形させる歯車変形手段を設け、同手段により歯
車を半径方向に弾性変形させることによりピッチ円を相
手歯車側に近づけ、無背隙で歯車が噛み合うようにして
なるもので、これを課題解決のための手段とするもので
ある。また本発明は、前記歯車変形手段は内歯歯車をＵ
型断面形状とし、両側面に側圧をかけて内歯歯車そのも
のを弾性限度範囲内で半径方向にクラウニング変形さ
せ、このクラウニング変形量で相手歯車に押し付けてバ
ックラッシを除去するようにしてなるもので、これを課
題解決のための手段とするものである。更に本発明は、
前記歯車変形手段は内歯歯車の外周部及び外歯歯車の内
周部に配置したテーパ形状を有するリングを両側面から
締め込み固定することにより、内歯歯車及び外歯歯車の
ピッチ円を弾性変形させ、この変形量分で相手歯車に押
し付けてバックラッシを除去するようにしてなるもの
で、これを課題解決のための手段とするものである。

【０００７】

【作用】本発明は内歯歯車をＵ型の断面形状とし、側面
から側圧をかけることにより歯車のピッチ円をクラウニ
ング変形させて相手歯車に押し付けたり、内歯歯車の外
周部、外歯歯車の内周部に配置したテーパ形状のリング
を両側面から締め込み、歯車のピッチ円を弾性変形させ
て相手歯車に押し付けることにより、バックラッシを除
去するようにしているため、ねじり剛性、強度、耐久性
等を損なうことなく容易にバックラッシを除去すること
が可能である。

【０００８】即ち、本発明によれば、通常のバックラッ
シ１０分以上を有する歯車伝導装置において、１分以下
から０分（ノーバックラッシ）の極小バックラッシを実
現することが可能となる。またバックラッシの調整は内
歯歯車のＵ型断面形状においては両側面からの予圧量調
整により簡単に行なうことができ、更に内歯歯車の外周
部及び外歯歯車の内周部へのテーパリング締め込み形に
おいては、テーパリングを両側面から締め付け固定する
ボルトの締付力をコントロールすることにより、バック
ラッシの調整を容易に行なうことができる。

【０００９】

【実施例】以下本発明を図面の実施例について説明する
と、図１は本発明の第１実施例に係る内歯歯車本体１を
示し、図２はその断面図を示している。図に示すように
内歯歯車本体１はその外周にＵ型断面形状４を有してお
り、またその内周に内歯歯車２を有している。そこで内
歯歯車本体１の前述のＵ型断面形状４の側面５ａ，５ｂ
に適宜手段で側圧Ｆを負荷させると、図２に示す如く内
歯歯車２のピッチ円３は弾性変形、言い換えるとクラウ
ニング変形し、これによって内歯歯車２のピッチ円３が
半径方向に小さくなる。従ってこの変形量によって相手
歯車を押し付けバックラッシを除去することが可能とな
る。なお、ここでバックラッシの調整は、前述の側圧Ｆ
を例えばシム調整等によりコントロールすることで可能
になる。

【００１０】図３は本発明の第２実施例に係る内歯歯車
の断面図である。この実施例は内歯歯車の外周部にテー
パ形状のリングを配置し、これをボルトで締め込むよう
にした点に特徴がある。図において内歯歯車本体１０の
内周には内歯歯車１１があり、その外周部１４はテーパ
状に形成されている。そして外周部１４とケーシング１
８との間には片面がテーパ形状のリング１５，１６が配
置され、これらリング１５，１６はボルト１７によって
連結されている（歯車変形手段）。外周部１４とケーシ
ング１８との間に挿入された片面がテーパ形状のリング
１５，１６をボルト１７にて締付けると、テーパ形状リ
ング１５，１６はケーシング１８との間で矢印（イ）の
方向に移動し、これによって内歯歯車本体１０の外周部
１４が半径方向へ弾性変形する。このため内歯歯車１１
のピッチ円１２が矢印（ロ）の方向に縮められ、従って
相手歯車は弾性変形量分で押し付けられてバックラッシ
が除去される。この時のバックラッシ調整はボルト１７
の締付力をコントロールすることで可能となる。

【００１１】図４は第３実施例に係る内歯歯車の断面図
である。この実施例は外歯歯車に関するバックラッシ除
去に関するもので、バックラッシ除去の機構は第２実施
例のものと同様であり、詳細な説明は省略する。この実
施例もボルト２２にてリング２３，２４を締付けると、
外歯歯車２７のピッチ円２６が矢印（ハ）方向に移動し
てバックラッシを除去できる。なお、図中の符号２０は
軸、２１は軸受、２２はボルト、２３，２４はテーパ形
状リング、２５は外歯内周部、２８は外歯歯車本体であ
る。

【００１２】

【発明の効果】以上詳細に説明した如く本発明は、内歯
歯車、外歯歯車を弾性変形させてピッチ円を半径方向に
相手歯車との関係で縮め、相手歯車を押し付けてバック
ラッシを除去するところに特徴があり、これによってバ
ックラッシ調整を容易にコントロールできるという優れ
た効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る内歯歯車の半分のみ
示す側面図である。

【図２】本発明の第１実施例に係る内歯歯車の断面図で
ある。

【図３】本発明の第２実施例に係る内歯歯車の半分のみ
示す正面断面図である。

【図４】本発明の第３実施例に係る外歯歯車の半分のみ
示す正面断面図である。

【図５】従来の歯車のバックラッシ除去装置の断面図で
ある。

【図６】他の従来のバックラッシ除去装置の側面図であ
る。

【符号の説明】

１内歯歯車本体２内歯歯車３ピッチ円１０内歯歯車本体１１内歯歯車１２ピッチ円１５，１６テーパ形状リング２０軸２３，２４テーパ形状リング２６ピッチ円２７外歯歯車２８外歯歯車本体

フロントページの続き (72)発明者園部浩之名古屋市中村区岩塚町字高道１番地三菱重工業株式会社名古屋機器製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】歯車伝導装置において、噛み合うべき一
方の歯車を半径方向に弾性変形させる歯車変形手段を設
け、同手段により歯車を半径方向に弾性変形させること
によりピッチ円を相手歯車側に近づけ、無背隙で歯車が
噛み合うようにしたことを特徴とする歯車伝導装置。
【請求項２】請求項１記載の歯車伝導装置において、
前記歯車変形手段は内歯歯車をＵ型断面形状とし、両側
面に側圧をかけて内歯歯車そのものを弾性限度範囲内で
半径方向にクラウニング変形させ、このクラウニング変
形量で相手歯車に押し付けてバックラッシを除去するよ
うにしたことを特徴とする歯車伝導装置。
【請求項３】請求項１記載の歯車伝導装置において、
前記歯車変形手段は内歯歯車の外周部及び外歯歯車の内
周部に配置したテーパ形状を有するリングを両側面から
締め込み固定することにより、内歯歯車及び外歯歯車の
ピッチ円を弾性変形させ、この変形量分で相手歯車に押
し付けてバックラッシを除去するようにしたことを特徴
とする歯車伝導装置。