JPH087159Y2 - 傘歯車機構 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本考案は工業用ロボットに用いられる傘歯車機構に関
する。

「従来の技術」 従来、塗装作業や溶接作業を自動的に行う多関節型工
業用ロボットが知られている。

この多関節型工業用ロボットは、第４図に示すように
構成されている。即ち、ベース１の上には旋回駆動部２
が設けられ、この旋回駆動部２の上には、軸線ａを中心
として回動する旋回台３が設けられている。旋回台３の
上には、軸線ａと直交する軸線ｂを中心として支柱駆動
部４の駆動により回動させられる支柱５が設けられてい
る。

支柱５の上部にはアーム６が回動自在に設けられてお
り、このアーム６は旋回台3,アーム６間に設けられた平
行リンク機構７を介して軸線ｂと平行な軸線ｃを中心に
回動するようになされている。

アーム６の先端には手首機構８が設けられている。こ
の手首機構８は、アーム６の長手方向に延びる軸線ｄを
中心に回転する端部材9,軸線ｄに直交する軸線ｅを中心
に回転する端部材10及び軸線ｅと直交する軸線ｆを中心
に回転する端部材11とからなっている。

各端部材9,10,11はこれらにそれぞれ連結された回転
駆動装置（図示せず）により回転するようになされてい
る。

端部材10は、第５図に示すように、フランジを有する
円筒状の軸部10aとこの軸部10aにスペーサ10bを介して
ボルト10cにより取り付けられたケース10dとからなり、
軸部10aを回転駆動させられることにより回転するよう
になっている。

また、軸部10a内には軸受12,12により軸13が回転自在
に支持されており、この軸13の端部にはケース10d内に
設けられた傘歯車14が固定されて設けられている。傘歯
車14は軸13を回転駆動されることにより回転されるよう
になされている。

ケース10dには開口10eが形成されており、ケース10d
には、円筒状の軸部15が開口10eに嵌合されフランジと
ケース10dとの間にスペーサ16を介在させて固定されて
取り付けられている。

軸部15内には、軸受17,17により軸18が回転自在に支
持されており、この軸18の端部には傘歯車19が固定され
て取り付けられている。この傘歯車19は前記傘歯車14に
噛み合わせられており、軸13が回転駆動することにより
傘歯車14,19を介して軸18が回転するようになされてい
る。

軸18の傘歯車19が取り付けられている軸部と反対側に
は端部材11が取り付けられ、端部材11はロボットに作業
をさせるための作業ツール等を取り付けるようになされ
ている。

そして、第５図に示すスペーサ10bの厚さHa,スペーサ
16の厚さHbを変えることにより、傘歯車14のｘ方向の固
定位置及び傘歯車19のｙ方向の固定位置を変更調節して
傘歯車14,19のバッククラッシュを調整していた。

「考案が解決しようとする課題」 ところが、以上のような工業用ロボットの傘歯車機構
においては、板厚の異なる種々のスペーサ10b,16を用意
しておき、これらのうちの適当なものを選択して交換し
なければならないため、組立工数が大となり、部品組
立，部品交換後の傘歯車14,19のバッククラッシュの調
整が困難であるという問題があった。

本考案は、従来のものがもつ以上のような問題点を解
決した傘歯車機構を提供することを目的とする。

「課題を解決するための手段」 本考案は、前記目的を達成させるために次のような構
成としている。即ち、複数の回転軸をその軸線が交差す
るように設け、前記両回転軸の端部に互いに噛合する傘
歯車をそれぞれ設けてなる傘歯車機構をおいて、前記回
転軸の一は軸方向への移動が阻止され、該一の軸に設け
られている前記一の傘歯車は、その傘歯車が取付けられ
た回転軸に対して、傘歯車の軸線方向の移動が許容され
るとともに回転が阻止される回転阻止機構と、前記傘歯
車を貫通して前記回転軸に螺合されたねじ部材と、該ね
じ部材に設けられ、前記傘歯車が噛合したときに傘歯車
同志が離間するのを防止するストッパとを有し、前記ね
じ部材の進退動に伴って前記傘歯車が進退動されるもの
としている。

また、前記ねじ部材に、前記ストッパと協働すること
によって前記傘歯車を挟持固定するナットが取り付けら
れてなることを特徴としている。

「作用」 前記構成によれば、回転阻止機構が回転軸に対する傘
歯車の回転を阻止し該傘歯車の軸線方向の移動を許容す
るため、傘歯車の回転軸へのねじ部材のねじ込み量を変
えると、このねじ込み量に応じてねじ部材が回転軸軸線
方向へ進退移動し、このねじ部材に傘歯車を取り付ける
と、傘歯車がねじ部材の前記ねじ込み量に応じた進退動
に伴って回転軸の軸線方向に進退移動して固定される。

従って、回転軸へのねじ部材のねじ込み量を調節する
ことにより、互いにかみ合う傘歯車のバッククラッシュ
が調節される。このバッククラッシュの調節により傘歯
車による回転伝達がスムースとなり、振動を低減させか
つトルク伝達損失を防止し、傘歯車の耐久性を向上させ
る。

さらに、ねじ部材に設けられたストッパによって互い
に噛合する傘歯車同志の離間が防止され、例え従動側の
負荷が大きい場合であっても、ストッパによって駆動中
における傘歯車同志の、軸方向後方側への変位による離
間が防止され、円滑なトルク伝達が行なわれる。

「実施例」 以下、本考案の一実施例を第１図ないし第３図に基づ
いて説明する。なお、本実施例において従来例と同一部
分には同一符号を付してその説明を省略する。

第１図中21はアーム６の先端に設けられた手首機構で
あり、この手首機構21は端部材22,23,端部材23に連結さ
れた端部材（従来例の端部材11と同様）及びこれらの駆
動機構からなっている。

端部材22はケース25とこのケース25に一体的に設けら
れた円筒状の軸部（回転軸）26とからなっている。

ケース25は、アーム６内に嵌入された軸部26がアーム
6,軸部26間に設けられた軸受27により軸線ｄを中心に回
転自在に第１図に示す矢印ｘ方向に移動不可能に支持さ
れ、軸部26の後端（第１図における右側）に連結された
回転駆動装置（図示せず）により回転させられるように
なされている。ケース25には孔25aが形成されている。

軸部26内には、軸受28により円筒軸（回転軸）29が軸
線ｄと同軸状に回転自在に第１図に示す矢印ｘ方向に移
動不可能に支持されている。円筒軸29はその後端に連結
された回転駆動装置（図示せず）により回転させられる
ようになされている。円筒軸29の端部には、歯車部30a
とボス30bとからなる中空状の傘歯車30が設けられてい
る。

傘歯車30は、ケース25内に歯車部30aを収納され、ボ
ス30bを円筒軸29に嵌合され、かつボス30b,円筒軸29間
に設けられたキー（回転阻止機構）31により円筒軸29に
対し回転不可能に第１図に示す矢印ｘ方向（円筒軸29の
軸線方向）に移動可能に取り付けられている。ボス30b
には内フランジ30cが形成されている。

一方、円筒軸29の内周先端には雌ねじ29aが形成され
ており、雌ねじ29a部には雄ねじ部材（ねじ部材）32が
螺合されている。雄ねじ部材32は円筒の軸線方向の中央
に位置して外周にフランジ（ストッパ）32aが形成され
このフランジ32aの両側に雄ねじ32b,32cが形成されたも
のである。

円筒軸29の雌ねじ29aには雄ねじ部材32が傘歯車30の
内フランジ30cにフランジ32aを係脱可能として雄ねじ32
bを螺合されている。雄ねじ部材32の雄ねじ32cには、ナ
ット（係合部材）33が螺合されている。なお、雄ねじ部
材32の端面には第３図に示すようにこの雄ねじ部材32を
回すための複数の孔32dが形成されている。

そして、円筒軸29への雄ねじ部材32のねじ込み量を調
節し、ナット（係合部材）33によりフランジ32aに傘歯
車30の内フランジ30cを締め付けることにより傘歯車30
の矢印ｘ方向の位置を調節し、円筒軸29に傘歯車30を固
定することができるようになされている。なお、ナット
33には雄ねじ部材32の孔32dに対応して、ナット33を回
すための複数の貫通孔33aが形成されている。

円筒軸29内には軸受34により軸（回転軸）35が円筒軸
29と同軸状に設けられ軸線ｄを中心に回転自在に第１図
に示す矢印ｘ方向に移動不可能に支持されている。軸35
はその後端に連結された回転駆動装置（図示せず）によ
り回転させられるようになされている。軸35は円筒軸29
から突出し、軸35の先端には歯車部36aとボス36bとから
なる中空状の傘歯車36が設けられている。

傘歯車36は、ケース25内に収納され、ボス36bを軸35
に嵌合されかつボス36b,軸35間に設けられたキー（回転
阻止機構）37により軸35に対し回転不可能に第１図に示
す矢印Ｘ方向（軸（回転軸）35の軸線方向）に移動可能
に取り付けられている。ボス36bには内フランジ36cが形
成されている。

軸35の先端中心にはねじ穴38が形成されており、この
ねじ穴38には傘歯車36の内フランジ36cに挿通された調
整ねじ（ねじ部材）39が螺合されている。調整ねじ39は
その軸方向の中央部にフランジ（ストッパ）39aを有
し、このフランジ39aの両側に雄ねじ39b,39cが形成され
たもので、その端面には調整ねじ39を回すための溝39d
が形成されている。

軸35のねじ穴38には、傘歯車36の内フランジ36cにフ
ランジ39aを係合可能とされて調整ねじ39の雄ねじ39bが
螺合されている。調整ねじ39の雄ねじ39cにはナット
（係合部材）40が螺合されている。

そして、ねじ穴38への調整ねじ39のねじ込み量を調節
し、ナット40によりフランジ39aに傘歯車36の内フラン
ジ36cを締め付けることにより傘歯車36の矢印ｘ方向
（軸（回転軸）35の軸線方向）の位置を調節して軸35に
傘歯車36を固定することができるようになされている。

また、ケース25には軸線ｄと第１図に示すＯ点で直交
する軸線ｅを中心とする円孔41が形成されている。

円孔41には、軸受42により端部材23に一体的に設けら
れた円筒軸部（回転軸）43が軸線ｅと同軸状に回転自在
にかつ軸線ｅ方向の位置を固定されて支持されている。
円筒軸部43はケース25内に回転自在に挿入されており、
この円筒軸部43の先端には歯車部44aとボス44bとからな
る中空状の傘歯車44が取り付けられている。

傘歯車44は、ケース25内に歯車部44aを収納され、ボ
ス44bを円筒軸部43に嵌合され、かつボス44b,円筒軸部4
3間に設けられたキー（回転阻止機構）45により円筒軸
部43に対し回転不可能に第１図に示す矢印ｙ方向（円筒
軸部（回転軸）43の軸線方向）に移動可能に取り付けら
れている。ボス44bには内フランジ44cが形成されてい
る。

一方、円筒軸部43の円周先端には雌ねじ43aが形成さ
れており、雌ねじ43a部には雄ねじ部材（ねじ部材）46
が螺合されている。雄ねじ部材46は前記雄ねじ部材32と
同一構成のもので、前記円筒軸29への雄ねじ部材32の取
り付け方と同様に円筒軸部43に螺合されて取り付けられ
ている。

47は雄ねじ部材46に螺合されたナット（係合部材（ナ
ット33と同様のもの）である。雄ねじ部材46の移動，固
定の仕方は前記雄ねじ部材32と同様であるのでその説明
を省略する。傘歯車44は前記傘歯車30に、あるバックク
ラッシュをもって噛み合わせられている。

また、円筒軸部43内には軸受48により軸（回転軸）49
が円筒軸部43と同軸状に設けられ軸線ｅを中心に回転自
在に支持されている。軸49は円筒軸部43から突出し、軸
49の先端には歯車部50aとボス50bとからなる中空状の傘
歯車50が設けられている。

傘歯車50はケース25内に収納され、ボス50bを軸49に
嵌合されかつボス50b,軸49間に設けられたキー（回転阻
止機構）51により軸49に対し回転不可能に第１図に示す
矢印ｙ方向（軸（回転軸）49の軸線方向）に移動可能に
取り付けられている。ボス50bには内フランジ50cが形成
されている。

傘歯車50は、前記傘歯車36と同一構成のもので、軸35
への傘歯車36の取り付け方と同様に調整ねじ（ねじ部
材）53により軸49に取り付けられている。

調整ねじ53,傘歯車50の移動，固定の仕方は前記調整
ねじ39,傘歯車36と同様であるのでその説明を省略す
る。

傘歯車50は前記傘歯車36に、あるバックラッシュをも
って噛み合わせられている。なお、52はナット（係合部
材）である。

傘歯車30と傘歯車44とのバックラッシュを調節する場
合には、ナット33を緩めた状態で、円筒軸29に対し雄ね
じ部材32を回してこの雄ねじ部材32を第１図に示す矢印
ｘ方向に移動させると共に、ナット47を緩めた状態で、
円筒軸部43に対し雄ねじ部材46を回してこの雄ねじ部材
46を第１図に示す矢印ｙ方向に移動させ、両傘歯車30,4
4のバックラッシュ量を適当量とした状態で、雄ねじ部
材32,46の位置をその位置に定め、雄ねじ部材32のフラ
ンジ32aに傘歯車30の内フランジ30cをナット33により締
め付け固定し、このとき雄ねじ部材46のフランジ（スト
ッパ）46aに傘歯車44の内フランジ44cをナット47により
締め付け固定する。

また、傘歯車36と傘歯車50のバックラッシュを調節す
る場合には、ナット40を緩めた状態で、軸35に対し調整
ねじ39を回してこの調整ねじ39を第１図に示す矢印ｘ方
向に移動させると共に、ナット52を緩めた状態で、軸49
に対し調整ねじ53を回してこの調整ねじ53を第１図に示
す矢印ｙ方向に移動させ、両傘歯車36,50のバックラッ
シュ量を適当量とした状態で、調整ねじ39,53の位置を
その位置に定め、調整ねじ39のフランジ39aに傘歯車36
の内フランジ36cをナット40により締め付け固定し、こ
のとき調整ねじ53のフランジ（ストッパ）53aに傘歯車5
0の内フランジ50cをナット52により締め付け固定する。
以上のバックラッシュ調節作業はケース25の端面に形成
された孔25aより工具を差し込んで容易に行うことがで
きる。なお、53dは溝である。

この実施例においては、傘歯車30から円筒軸29へのト
ルク伝達はキー31部で受け、傘歯車44から円筒軸部43へ
のトルク伝達はキー45部で受け、傘歯車36から軸35への
トルク伝達はキー37部で受け、傘歯車50から軸49へのト
ルク伝達はキー51部で受けるため、ナット33,47,40,52
が緩むことはない。

本実施例によれば、回転軸への雄ねじ部材32,46,調整
ねじ39,53のねじ込み量を変えることにより傘歯車30,3
6,44,50をその軸線方向に進退移動調節することがで
き、これにより互いにかみ合う傘歯車30,44;傘歯車36,5
0のバックラッシュを微調節することができるととも
に、フランジ32a,39a,46a,53aによって、例え従動側の
負荷が大きい場合であっても、互いに噛合される傘歯車
同志が、軸方向後方側への変位により離間するのを防止
することができ、前記傘歯車による回転伝達をスムーズ
として振動を低減させかつトルク伝達損失を防止し、前
記傘歯車の耐久性を向上させることができる。

また、端部材22のケース25の外側から孔25aに工具を
挿入して前記バックラッシュを調整することができるの
で、この調整作業を一段と容易に行うことができる。

なお、前記実施例においては、傘歯車，回転軸間にキ
ーを設けて傘歯車の回転を阻止し該傘歯車の軸方向の移
動を許容する回転阻止機構としたが、これに限らず傘歯
車，回転軸間にスプライン軸継手を設けて回転阻止機構
としてもよい。

「考案の効果」 本考案によれば、回転軸へのねじ部材のねじ込み量を
変えることにより回転軸に対しねじ部材を進退させ、こ
のねじ部材の進退動に伴って傘歯車をその軸線方向に進
退移動調節することができ、これにより互いにかみ合う
傘歯車のバックラッシュを微調節することができるとと
もに、ストッパによって、例え従動側の負荷が大きい場
合であっても、互いに噛合される傘歯車同志が、軸方向
後方側への変位により離間するのを防止することがで
き、傘歯車による回転伝達をスムースとして振動を低減
させかつトルク伝達損失を防止し、傘歯車の耐久性を向
上させ、その結果信頼性を向上させることができる。

また、傘歯車の回転を阻止し該傘歯車の軸方向の移動
を許容する回転阻止機構を設け、傘歯車の回転軸にねじ
部材を螺合調節しこのねじ部材に傘歯車を取り付けるだ
けで該傘歯車を回転軸の軸線方向に進退移動調節，固定
することができるため、組立工数の大幅な低減が可能と
なり、現場での組立，部品交換が容易となる。

また、ストッパと協働することにより傘歯車を狭持固
定するナットを設けたので、ねじ部材へのさらなる確実
な固定状態を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本考案の一実施例を示すもので、
第１図は要部の断面図、第２図は調整ねじの斜視図、第
３図は雄ねじ部材及びナットの分解斜視図、第４図は従
来の工業用ロボットの一例を示す斜視図、第５図は従来
の傘歯車機構の要部の一例を示す断面図である。 22,23……端部材、26……軸部（回転軸）、29……円筒
軸（回転軸）、30,36,44,50……傘歯車、31,37,45,51…
…キー（回転阻止機構）、32,46……雄ねじ部材（ねじ
部材）、32a,39a,46a,53a……フランジ（ストッパ）、3
3,40,47,52……ナット（係合部材）、35,49……軸（回
転軸）、39,53……調整ねじ（ねじ部材）、43……円筒
軸部（回転軸）。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の回転軸をその軸線が交差するように
   設け、前記両回転軸の端部に互いに噛合する傘歯車をそ
   れぞれ設けてなる傘歯車機構において、 前記回転軸の一は軸方向への移動が阻止され、該一の軸
   に設けられている前記一の傘歯車は、その傘歯車が取付
   けられた回転軸に対して、傘歯車の軸線方向の移動が許
   容されるとともに回転が阻止される回転阻止機構と、前
   記傘歯車を貫通して前記回転軸に螺合されたねじ部材
   と、該ねじ部材に設けられ、前記傘歯車が噛合したとき
   に傘歯車同志が離間するのを防止するストッパとを有
   し、前記ねじ部材の進退動に伴って前記傘歯車が進退動
   されることを特徴とする傘歯車機構。
2. 【請求項２】前記ねじ部材には、前記ストッパと協働す
   ることによって前記傘歯車を挟持固定するナットが取り
   付けられてなることを特徴とする請求項１記載の傘歯車
   機構。