JPS61266870A

JPS61266870A - 歯車機構

Info

Publication number: JPS61266870A
Application number: JP10404685A
Authority: JP
Inventors: Minoru Sekiguchi; 実関口; Fumio Tabata; 文夫田畑; Mitsuru Shiraishi; 白石　満
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1985-05-17
Filing date: 1985-05-17
Publication date: 1986-11-26

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】く目　次〉・概要・産業上の利用分野・従来の技術・発明が解決しようとする問題点・問題点を解決するための手段・作用・実施例・発明の効果〔概　要〕２枚のはすば歯車を同軸上に設け、これらを相手側の１
枚のはすば歯車に噛み合わせ、前記２枚のはすば歯車同
士を接近又は離反させるように付勢して、予圧を加えて
バックラッシュを除去し、この予圧力を油圧、空圧等の
流体圧力装置又は電磁石等を用いて付与することにより
歯車外部がら予圧力を制御可能とする。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、回転力を伝達する伝動機等の歯車機構に間し
、特にバフクラッシュを除去した歯車機構に関するもの
である。

一般に、歯車を用いた伝動機は、その回転時の焼き付き
を防止するために、バックラッシュが設けられている。

しかしながら、精密な位１決めを行なわせるロボット等
においては、精度を低下させる原因の一つになっている
。そこで、従来はロボット等のように高い精度が要求さ
れる機器に歯車を用いる場合には、歯車に予圧をかけて
見かけ上のバックラッシュを少なくして用いている。

〔従来の技術〕

歯車に予圧をかけて見かけ上のバックラッシュを少なく
した伝動機の歯車機構としては、例えば実公昭４８−４
１４９２号公報に示されるものがある。

この伝動機は、ダブルウオームとウオームラックとから
なり、ダブルウオームを貫通するシャフトの一端に設け
られた調整ねじにより、一方のウオームを微動させて、
ウオームラックの歯車間にあった隙間を無くすことによ
ってバックラッシュを除去するようにしたものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような従来の歯車機構を用いた伝動
機では、バンクラッシュを除去するための機構が複雑で
あり、伝動機が大型化するという欠点があった。

また、従来、歯車に与える予圧力は調整可能であること
が望まれている。すなわち、予圧量は一般に、各歯車毎
に最適な値があるが、製作誤差あるいは組立後のならし
動作時に起る摩耗等により、予じめ設定した予圧量にな
らないといった問題がある。

つまり、予圧量が大の場合は、摩擦力も大であるからエ
ネルギーロスが極めて大となり、また予圧量が小の場合
は、当然の如くバックラッシュがでやすくなる。

従って、例えば、超精密動作を行なわせるロボット等に
おいては、ロボットの組立後に、その予圧量を容易に調
整できることが望まれている。

本発明は、上記従来技術の欠点を解消し、予圧力を容易
に調整可能とし、超精密な伝達動作を達成できる歯車機
構の提供を目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的を達成するため第１の手段として、同一軸上に
、同一モジュール、同一歯数の第１および第２のはすば
歯車を少なくとも一方が軸方向に摺動可能に装着し、両
はすば歯車を、別の軸上に装着した第３のはすば歯車に
噛み合わせ、上記軸方向に摺動可能なはすば歯車を所定
の一方向に付勢して予圧を付与するための永久磁石を設
けた歯車機構を提供する。

さらに、上記目的を達成するための第２の手段として、
同一軸上に、同一モジュール、同一歯数の第１および第
２のはすば歯車を少なくとも一方が軸方向に摺動可能に
装着し、両はすば歯車を、別の軸上に装着した第３のけ
ずば歯車に噛み合わせ、上記軸方向に摺動可能なはすば
歯車を軸方向に付勢する予圧付与手段を設け、該予圧付
与手段を上記各はすば歯車の外部に設けた予圧制御装置
に連結し予圧力を制御可能とした歯車機構を提供する。

（作　用〕第１の手段においては、第１．第２のはすば歯車上に設
けた永久磁石により両はすば歯車間の間隔が広げられ又
は狭められるため第３のはすば歯車に対するバックラッ
シュが取除かれ、永久磁石の強さ、配置間隔等を適当に
設定すれば所望の予圧力を得ることができる。

第２の手段においては、第１．第２の歯車同士を接近又
は離反させるための予圧付与手段を設け、この予圧力を
歯車外部から制御可能へしているため、バ・ツクラッシ
ュが取除かれるとともに、歯車稼動中であっても、予圧
力の調整ができる。

〔実施例〕

第１図は本発明の実施例の構成図である。ピッチ、ねじ
幅、ねじれ角等が等しい同一モジュールでかつ同一歯数
の第１．第２の２枚のはすば歯車１．２が共通の軸８上
に装着される。第１はすば歯車１又は第２はすば歯車２
のうち少なくとも一方は軸８上を軸に沿って摺動可能で
あり、従って両はすば歯車１，２間の間隔は可変である
。この第１．第２はすば歯車１．２と噛み合う第３はす
ば歯車３は軸９に装着される。第１はすば歯車１の下面
にはリング状永久磁石４が固定され、第２はすば歯車２
の両面にはリング状永久磁石５．６が固定され、さらに
軸８上に永久磁石７が固定される。各永久磁石４，５．
６．７の磁極方向を適当に選定し第１および第２のはす
ば歯車１．２同士が接近し又は離反する方向に力を付与
させる。

これにより、歯車のバックラッシュが除去され、永久磁
石の磁力に応じた予圧力が加わる。

バックラッシュと予圧力について第４図を用いて説明す
る。＋８１図に示すように、第１．第２はすば歯車１．
２が接近すると、各歯１ａ、２ａが近づき第３はすば歯
車３の歯３ａを挾みこれに接触当接してバックラッシュ
がなくなる。逆に第１゜第２はすば歯車１．２が離反す
ると、各歯１ａ。

２ａが離れ、歯１ａは歯３ｂと接触し、歯２ａは歯３Ｃ
と接触してバックラッシュＢがなくなる。

即ち、第４図（ａ）において、１ａをはすば歯車１の歯
、２ａをはすば歯車２の歯、３ａ　、　３ｂ　、　３ｃ
を夫々、はすば歯車３の歯とすると、はすば歯車工と３
の歯１ａと３ｂ、はすば歯車２と３の歯２ａと３ａ間で
はバックラッシュ（図中記号Ｂで示す）が存在するが、
はすば歯車１と３の歯１ａと３３、はすば歯車２と３の
歯２ａと３３は夫々接触しているので、全体として見か
け上のバックラッシュを除去することができる。

次に予圧量について説明する。

第４図（ｂ）は予圧力の算出式を説明するための図であ
る。Ｏを歯車軸、βをはすば歯車の歯のねじれ角、Ｆを
永久磁石の磁力、Ｐを予圧力とするとき、次式の関係が
成立する。

Ｐ　”　Ｆ　ｓｉｎβ’　ｃｏｓ　β 磁力Ｆは永久磁石４，５間の磁束密度をＢ、面積をＳ、
真空の１ｓｉｆｆ率をμ。とすると、次式で表わされる
。

永久磁石６．７間は反発力として、永久磁石４゜５間の
吸引力を補うために用いる。永久磁石４゜５および６．
７間の間隔を変えることにより、磁束密度Ｂが変化し磁
力Ｆが変化する。これにより簡単に予圧力を変えること
ができる。以上は第１゜第２はすば歯車同士を近づけ合
う場合についての説明であるが、離反させる場合も同様
である。

第２図は、第１．第２はすば歯車１，２間の間隔を変え
て予圧力を付与するための別の手段の例を示す構成図で
ある。この例では、油圧装置１０が予圧付与手段として
用いられる。油圧は油圧制御装置１３によりスリップリ
ング１２を介して軸８内の油圧通路１１に導入されピス
トン１４を押圧して、第１．第２歯車１．２の間隔を押
し拡げる。ピストン１４による押圧力は油圧制御装置１
３により油圧を調節することにより制御される。

第３図は予圧付与手段のさらに別の例の構成図である。

この例ではソレノイド１５を用いて、第１、第２はすば
歯車１．２間の間隔を可変としている。ソレノイド１５
は電源等を含む駆動回路１６により駆動され、制御装置
１７により駆動制御される。ソレノイド１５の電磁力に
より第２はすば歯車２を吸引又は反発させ歯車の歯に予
圧を加える。予圧力は制御装置１７により駆動回路１６
内の電源電圧を調節又はコイルに流す電流値を変えるこ
とにより制御される。またコイルに流す電流の向きを変
えれば吸引、反発の両方向に制御筒２能となる。

なお、この他に、空気圧、水圧、あるいはピエゾ素子等
を用いて予圧を付与することもできる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、構造が簡単でか
つ小型のバックラッシュ除去機構とすることができると
ともに、予圧量の調整がきわめて容易に行われる。また
、予圧付与手段を油圧、ソレノイド等歯車外部から制御
可能な装置を用いれば、歯車の稼動中であっても実時間
で予圧力を任意の強さに制御できる。従って、ロボット
の伝動機等に用いた場合ロボット稼動中に超精密な動き
を要するときには予圧を大きくし、パワーロスを少くし
たいときには予圧を小さくして、装置全体を効率良く駆
動させることができる。また、歯車同士の噛み合いの反
発力を検出して予圧力をフィードバック制御することも
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る歯車機構の構成図、第２図および
第３図は本発明に係る歯車機構の各別の例の構成図、第
４図は、はすば歯車のバックラッシュおよび予圧力の説
明図である。１・・・第１はすば歯車、　２・・・第２はすば歯車、
３・・・第３はすば歯車、４．５．６．７・・・永久磁石、８．９・・・軸、　　　　ＩＯ・・・油圧装置、１５・
・・ソレノイド。

Claims

【特許請求の範囲】１、同一軸上に、同一モジュール、同一歯数の第１およ
び第２のはすば歯車を少くとも一方が軸方向に摺動可能
に装着し、両はすば歯車を、別の軸上に装着した第３の
はすば歯車に噛み合わせ、上記第１、第２のはすば歯車
上に、上記軸方向に摺動可能なはすば歯車を所定の一方
向に付勢し予圧を付与するための永久磁石を設けた歯車
機構。２、同一軸上に、同一モジュール、同一歯数の第１およ
び第２のはすば歯車を少くとも一方が軸方向に摺動可能
に装着し、両はすば歯車を、別の軸上に装着した第３の
はすば歯車に噛み合わせ、上記軸方向に摺動可能なはす
ば歯車を軸方向に付勢する予圧付与手段を設け、該予圧
付与手段を上記各はすば歯車の外部に設けた予圧制御装
置に連結し予圧力を制御可能とした歯車機構。３、上記予圧付与手段を流体圧力装置とした特許請求の
範囲第２項記載の歯車機構。４、上記予圧付与手段をソレノイドとした特許請求の範
囲第２項記載の歯車機構。