JPS62113961A

JPS62113961A - 歯車伝動装置

Info

Publication number: JPS62113961A
Application number: JP25194285A
Authority: JP
Inventors: Kazuichi Fukuda; 一一福田
Original assignee: SHIYOUYOU GIKEN KOGYO KK
Current assignee: SHIYOUYOU GIKEN KOGYO KK
Priority date: 1985-11-12
Filing date: 1985-11-12
Publication date: 1987-05-25
Also published as: JPH0238821B2

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】（産業上の利用分野）この発明は弾性作用によるバックラッシのない歯車伝動
装置に関する。

（従来の技術）最近、マシニングセンター、産業ロボットなど工場のオ
ートメン−ジョン化が進み、これらの機器の駆動を構成
する増減速機および被加工物の搬送の高速化・高精度化
が要求され、その駆動装置の中心をなす増減速機のバッ
クラッシの減少が強く要請されている。

歯車は滑らかなかみ合いのために歯面間にバックラッシ
が必要である。一方、伝動系にねじり撮動がある場合、
パフクラッシはたたかれ摩耗の原因となる。また、減速
比の大きい減速機は累積バックラッシにより回転位置精
度が低く、このような減速機を備えた。たとえば産業ロ
ボットなどは高い位置決め精度を得ることはできない。

歯車間においでバックラッシを除去する機構としてコイ
ルばねを使用するものが提案されている。−例を挙げる
と、一つの歯車ａに同軸の二つの歯車す、ｃをかみ合わ
せ、同軸の二つの歯車す、ｃの一つＣは他方すに対し回
転自在に軸に取り付けられている。そして、同軸の二つ
の歯車す、ｃの間にコイルばねを介在させ、両歯車す。

Ｃが円周方向に反発するようになっている。したがって
、両歯車す、ｃは互に反対の歯面で歯車ａにかみ合うの
で、歯面間にがたを生じない、（機械工学便覧改訂第６
版？−１０７ページ参照）（発明が解決しようとする問
題点）しかし、上記のような機構のパフクラッシのない歯車伝
動装置では次のような問題があった。

すなわち、上記の機構はコイルばねの端面が１／２以下
しか受圧できず、不安定で、高精度の歯車伝動装置とし
て使用することは困難である。

そこで、この発明は上記の機構の欠点を改善し、両歯車
に安定した相反する弾性力を与え、バックラッシがない
歯車伝動装とを提供しようとするものである。

（問題点を解決するための手段）この発明の尚車伝動装置は主として第１伝動軸、第２伝
動軸、ハブ、保持部材、ばね受座、およびばねとから構
成されれている。

第１伝動軸は、軸方向に間隔をおいて第１歯車および第
２歯車が設けられている。第２伝動軸は第１歯車に直接
または中間歯車を介してかみ合う第３ｍ車を固着してお
り、第１伝動軸と平行配置されている。ハブは円周方向
に間隔をおいた複数の長大を備えたフランジを有し、前
記第２伝動軸に固着されている。保持部材は前記フラン
ジを収容するようにしてハブに回転自在にはめ合い、円
周方向に間隔をおいた複数の長溝を有するとともに前記
第２歯車に直接または中間歯車を介してかみ合う第４歯
車を備えている。ばね受座は半円筒面を有し、円周方向
に向き合って対をなしており、間にばねが挿入される。

そして、ばね受座の半円筒面の中央部は前記長穴の円弧
状端面により、また半円筒面の端部は前記長溝の円弧状
端面によりそれぞれ支持されており、前記第３歯車と第
４歯車とが回転方向に互いに反発するように前記ばねが
圧縮されている。

（作用）第３歯車と第４ｍ車とが円周方向に互いに変位するよう
に前記ばねが圧縮されている。したがって、伝動装置が
組み立てられた状態では第３歯車と第４歯車との間に常
に反発トルクが生じている。

反発トルクにより第１ｔＮｉ車の一方の歯面に第３歯車
の歯面が、第２歯車の、上記第１歯車とは反対側の歯面
に第４歯車の歯面が接しており１反発トルクは第１およ
び第２歯車により受は持たれる。反発トルクは第１伝動
軸の回転を打ち消すように作用するので、第１伝動軸は
反発トルクによって回転することはない。二の結果、伝
達トルクが反発トルクより小さい限り、第１歯車と第３
歯車との間、および第２歯車と第４歯車との間において
、回転方向についての歯面間の遊びはなくな、る。

伝達トルクは第１伝動軸から第２伝動軸に、あるいはこ
の逆方向にこれら歯車を介して伝達される。

以上、第１歯車と第３歯車とが、また第２＃！ｉ車と第
３歯車とが直接かみ合っている場合を説明したが、これ
ら歯車が中間歯車を介して間接的にかみ合っている場合
も同様に作用する。

（実施例）第１図および第２図はこの発明の歯車伝動装置の一実施
例を示している。これら図面に示すように、尚車伝動装
置は主としてケーシング１１、第１伝動軸２１、第２伝
動軸２３、ハブ３１、保持部材４１、ばね受座５５、お
よびばね６１より構成されている。

ケーシング１１は箱形の本体１２．上カバー１４、第１
８よび第２横カバー１８．１７よりなっている０本体１
２の頂部には上カバー１４が、両端にはそれぞれ第１お
よび第２横カバー１８．１７がそれぞれがポルトにより
取り付けられている。

ケーシング１１の本体１２には軸受２５を介して第１伝
動軸２１が、軸受２５を介して第２伝動軸２３が互いに
平行にそれぞれ回転自在に支持されている。これら伝動
軸２１．２３には駆動軸あるいは従動軸（いずれも図示
しない）が接続される。

第１伝動軸２１には、５ｌｆＩｉＩ車２７および第２歯
車２９が軸方向に間隔をおいて軸に一体として設けられ
ている。

第２伝動軸２３には中央に７ランジ３２を備えたハブ３
１がキー３６により固定されている。フランジ３２には
第３図および第４図に示すように円周方向に９０度ずつ
の間隔をおいて４個の長大３３が設けられている。長穴
３３は軸方向に貫通しており、両端面３４は孤状になっ
ている。

ハブ３１の前端部には第１歯車２７にかみ合う第３歯車
３７がキー３８を介して固着されている。

保持部材４１は円筒状の本体４２と、これにはめ合う環
状の保持板４４とからなっており、保持板４４は本体４
２を塞ぐようにしてねじ４５により本体４２に固着され
ている。本体４２の外周には前記第２歯車２９とかみ合
う第４歯ｒｌＥ　５１の歯５２が切っである。また、本
体４２と保持板４４にはそれぞれ上記ハブ３１のフラン
ジ３２の長穴３３に対応するようにして円周方向に間隔
をおいて４個の長溝４７が設けられている。長？＃４７
は長穴３３と同様に前端部４８が孤状になっている。こ
のように構成された保持部材４１の本体４２は上記フラ
ンジ３２を収容ようにしてハブ３１に回転自在にはめ合
っている。

ばね受座５５は半円筒面５６を有し、半円筒面５６に続
くばね受面５７に円柱状の突起５８が設けられている。

コイルばね６１はばね受面５７が向き合って対をなすば
ね受座５５の間に挿入される。このとき、コイルばねＢ
１はずれ落ちないように円柱状突起５８にはめ合ってい
る。

コイルばね６１を装着したばね受座５５は、ハブ３“お
よびこれにはめ合わされた保持部材４１に取り付けられ
る。すなわち、ばね受座５５は上記ハブ３１のフランジ
３２の長穴３３を貫通し、半円筒面５６の中央部は長穴
３３の円弧状端面３４により、また半円筒面５６の端部
は前記長溝４７の円弧状端面４８により支持される。半
円筒面５６の曲率半径は前記長穴３３および長溝４７の
端面３４，４８のものよりもやや小さくなっている。こ
のため、トルクを伝達するときにばね受座５５は長穴３
３および長溝４７の端面３４．４８を自由に転動する・
ことができ、コイルばね６１に横方向に向かう無理な力
は加わらない。

歯車伝動装置の組立ては次のようにして行なわれる。保
持部材４１をハブ３１にはめ合せ、所要の反発トルクが
ハブ３１と保持部材４１との間に生じるようにコイルば
ね６１を圧縮し、両者を円周方向に互いに変位させる。

この状態で、テーパーピン６３により保持部材４１を／
Ｓブ３１にを仮止めする。そして、第１歯車２７に第３
歯車３７を、第２ｔｋｌ車２９を第４歯車５１にそれぞ
れかみ合せ１組み立てたのちにテーパーピン８３を抜き
取る。第１歯車２７と第３歯車３７および第さ２尚車２
９と第４歯車５１との間のバックラッシをなくす。この
結果、第１歯車２７と第２尚車２９とに定格伝達トルク
以上、たとえば定格伝達トルクの１．５倍の反発トルク
が与えられる。

以上のように構成された歯車伝動装とにおいて、第１伝
動軸２１に反発トルク以下の伝達トルクが加わると、ト
ルクの向きに応じてＺ１ｍ車２７から第３南車３７へ、
あるいは第２歯車２９から第４由車５１ヘトルクが伝わ
る。そして、これら歯車を介して第１伝動軸２１から第
２伝動軸２３に伝達トルクが伝えられる。第１伝動軸２
１に反発トルク以上の伝達トルクが加わると、すべての
歯車を介して第１伝動軸２１から第２伝動軸２３に伝達
トルクが伝わる。このとき、歯車伝動装置は減速装置と
して作用する。もちろん、上記とは逆に第２伝動軸２３
から第１伝動軸２１に伝達トルクを伝える場合も同様に
作用する。この場合には、この歯車伝動装置は増速装置
として作用する。

この発明は上記実施例に限られるものではない。たとえ
ば、長穴、長溝の個数を増減してもよく、コイルばねに
代えて皿ばね用いてもよい。また、第３＠車をハブを介
さずに直接第２伝動軸に固着するようにしてもよい。

（発明の効果）この発明による歯車伝動装置では、歯車間に反発トルク
を与えるようにしてハブと保持部材とを連結すればよい
。したがって、簡単な組立作業により歯車間のバックラ
ッシをなくすことができる。また、歯車間には常に反発
トルクが与えられているので、長時間の運転によって万
一多少歯面に摩耗が生じても、反発トルクが多少減少す
るだけで、自動的にバックラッシを取除き、常にバック
ランシのない歯車伝動装置として使用できる。

最近、産業用ロボットの適用範囲が非常に大きくなり、
負荷容量の増大１作動速度の高速化、および位置決め精
度の精密化が一段と進むことが予想され、使用される減
速機も、コンパクトで、高減速で、更に入力軸と、出力
軸の角度誤差は０．０１度以下を要求されている。これ
らの用途には、本発明は最適で、他の歯車装置では、実
現は困難である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の歯車伝動装置の一実施例を示す断面
平面図、第２図は第１図に示す装置の正面図、第３図は
上記装置の一部の詳細を示す縦断面図、および第４図は
第３のＩＶ−ＪＴ線に沿う断面図である。１１・・・ケーシング、２１．２３・・・伝動軸、２７
．２９．３７．５１・・・歯車、３１・・・ハブ、３２
・・・フランジ、３３・・・長穴、３４・・・長穴端面
、４１・・・保持部材、４７・・・長溝、６８・・・長
溝端面、５５・・・ばね受座、５Ｇ・・・ばね受座半円
筒面、６１・・・ばね。

Claims

【特許請求の範囲】

軸方向に間隔をおいて第１歯車２７および第２歯車２９
が設けられた第１伝動軸２１と、第１歯車２７に直接ま
たは中間歯車を介してかみ合う第３歯車３７を固着し、
第１伝動軸２１と平行な第２伝動軸２９と、円周方向に
間隔をおいた複数の長穴３３を備えたフランジ３２を有
し、前記第２伝動軸２３に固着されたハブ３１と、前記
フランジ３２を収容するようにしてハブ３１に回転自在
にはめ合い、円周方向に間隔をおいた複数の長溝４７を
有するとともに前記第２歯車２９に直接または中間歯車
を介してかみ合う第４歯車５１を備えた保持部材４１と
、半円筒面５６を有し、円周方向に向き合って対をなす
複数組のばね受座５５と、対となったばね受座５５の間
に挿入されたばね６１とからなり、ばね受座５５の半円
筒面５６の中央部は前記長穴３３の円弧状端面３４によ
り、また半円筒面５６の端部は前記長溝４７の円弧状端
面４８によりそれぞれ支持されており、前記第３歯車３
７と第４歯車５１とが回転方向に互いに反発するように
前記ばね６１が圧縮されていることを特徴とする歯車伝
動装置。