JPS6372947A - 制御用変速装置 - Google Patents

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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、運転中に回転方向が正逆に切り替えられる産
業ロボット等の制御機器に使用される変速装置に関する
ものである。

〔従来技術〕

産業ロボットなどの制御機器では、回転方向が一方向だ
けに限られず、随時正逆に切り替えられながら運転され
る。一方、このような制御機器に設けた変速装置の歯車
には必ずバックラッシュがあり、このバックラッシュの
ため回転方向が正逆に切り替えられる度に、パフクラッ
シュ分だけ回転量が遅れ、伝達が不正確になるという問
題が指摘されている。

従来、このようなバックラッシュによる伝達の不正確さ
を解消するため、歯車を二重に重ねてバックラッシュ分
だけ位相をずらせ、二歯面をバンクラッシュＯの状態に
して噛合させる機構等が提案されている。しかし、バッ
クラフシュには工作上不可避的に誤差が発生するため、
このような微小な誤差を有するバックラッシュ分だけ位
相をずらせて２枚の歯車を軸に固定することは、工作上
の割出し精度の上から極めて至難なことである。また、
二歯面噛合であるため、これから発生する宿命的なりサ
ビ作用は避けられず、円滑な運転を難しくする原因にな
っている。

本発明者は、先に上述のような問題を解決する変速機と
して、特願昭６１−６７８７６号や特願昭６１−１５５
１９４号等により、スター型歯車機構または遊星歯車機
構を利用してバックラッシュを消去するようにした有効
な発明を提案した。

この提案においてスター型歯車機構を利用するものは、
遊星歯車（遊星歯車）の支軸が外側のケーシングに固定
されるのに対し、ｔ１里歯車機構を利用した変速機では
、その遊星歯車の支軸がキャリヤに偏心支持されている
。そのため、バックラッシュを消去操作するときは、太
陽歯車、遊星歯車、内歯車を組立てた状態で、上記支軸
をケーシングの内側にあるキャノヤに対し調整操作を行
う必要があるため、非常に作業が面倒になるという問題
があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、先に本発明者が提案した遊星歯車機構
を利用してバックラッシュを実質的にＯの状態にする構
造のものにおいて、その調整操作を節単に実現できるよ
うにした制御用変速装置を提供することにある。

〔発明の構成〕

上記目的を達成する本発明の制御用変速装置は、回転可
能に支持された太陽歯車と、固定された内歯車との間に
、キャリヤに支持された偶数個の遊星歯車を介在させた
遊星歯車機構において、前記遊星歯車の支軸に偏心状態
にロッドを一体連結し、このロッドをキャリヤの嵌合孔
に支持させることにより前記遊星歯車を支軸とともに太
陽歯車の軸心を中心とする円周方向に実質的に沿わせて
時計方向および反時計方向にそれぞれ移動調整自在にし
、かつ太陽歯車の回転停止下に半数の支軸を時計方向へ
、残り半数の支軸を反時計方向にそれぞれ移動調整して
歯車のバックラッシュを消去させる構成にし、かつ前記
ロッドを支持するキャリヤの嵌合孔の反負荷側に切割り
状のスリットを設け、このスリットを締付けボルトによ
り狭窄させて前記嵌合孔に支持されるロッドを締め付け
固定したことを特徴とするものである。

〔実施例〕

第１〜３図は、４個の偶数の遊星歯車を持つ遊星歯車機
構を利用して、本発明の制御用変速装置を構成した一例
を示すものである。

これらの図において、１は高速軸、２は低速軸、３はケ
ーシングである。この実施例では、ケーシング３は高速
軸側のブラケット３ａと低速軸側のブラケッ）３ｂの間
に内歯車７を挟むように構成されている。高速軸１は、
ブラケット３ａの軸受部４に回転自在に支持され、その
内端に太陽歯車５を固定している。一方、低速軸２はブ
ラケット３ｂの他方の軸受部６に回転自在に支持されて
いる。太陽歯車５と内歯車７との間には、等間陽に配分
された偶数個（この実施例では４個）の遊星歯車８ａ、
８ｂ、８ｃ。

８ｄが噛合している。この実施例では太陽歯車５、内歯
車７．遊星歯車１３ａ、ｓｂ、　　８ｃ、８ｄは、いず
れも平歯車からなっている。

上記遊星歯車８ａ、８ｂ、　　８ｃ、ｇｄは、それぞれ
支軸９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄに対し遊動中介輪１３、−
・、１３を介して支持されており、また遊動中介輪１３
．−・・、１３は支軸９ａ、９ｂ＋　　９　Ｃ，９ｄ上
にベアリングを介して回動自在に支持されている。この
遊動中介輪１３．・・・、１３と遊星歯車８ａ、８ｂ、
８ｃ、８ｄとの間には油膜形成可能な遊隙１４が形成さ
れている。図では、上記遊隙１４が後述する効果の説明
上、誇張して大きく図示されているが、実際には油膜の
発生に最適な極めて僅少な隙間である。

上記支軸９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄには、第４図に示すよ
うに端部にネジ１１が設けられ、このネジ１１に螺合さ
せたナツト１２によって遊星歯車８ａ、８ｂ、８ｃ、８
ｄの飛び出しを防止するようにしている。また、他方の
端部には距離ｅだけ偏心させてロッド１０．−・−２１
０が一体に連結されており、このロッド１０．−・・・
。

１０がキャリヤ１６に設けた嵌合孔１７．−・・−１１
７に挿入支持されている。嵌合孔１７には、ワンド１０
側からかかる負荷の反対側に切割り状のスリット１８、
−、　１８が設けられ、さらにこれを横切るように締付
けボルト２０．・−・。

２０が設けられている。このボルト２０を弛めた状態で
は、ロッド１０は嵌合孔１７内で回動自在であるが、こ
のボルト２０を締め付けるとスリット１８が狭窄され、
それによって嵌合孔１７内のロッド１０が締め付け固定
されるようになっている。

上記スリット１８が延長する方向は、後述するように隣
接する嵌合穴１７．１７に互いに反対方向の負荷がかか
る関係になっているため、互いに反対の方向になってい
る。さらに両スリット１８．１８が会合する部分には、
キャリヤ１６の外側に延びるスリット１９が設けられて
いる。

このスリット１９は、ボルト２０による締め付け時の狭
窄量を大きくし、それによって締付け力を太き（するた
め、設けることが望ましいが、それほど大きな締付け力
を必要としない小負荷の動力伝達系には必ずしも設けな
くてもよい。また、スリット１９を設けない場合には、
締付けボルト２０を両嵌合孔１７，１７のスリット１８
．１８に対して共通の１本だけにするようにしてもよい
。

さて、上述した遊星歯車機構の構成において、上記偏心
ロッド１０を付設した支軸９ａ＋９ｂ＋９ｃ、９ｄを移
動調整操作することにより、次のように歯車のバフクラ
ッシュを消去した状態にセットすることができる。

すなわち、予め太陽歯車５、内歯車７、遊星歯車８ａ、
８ｂ、８ｃ、８ｄを組立てるとともに、ボルト２０は弛
めた状態にしておき、またケーシング３は高速軸側のブ
ラケット３ａだけを取り外した状態にしておく。この状
態から高速軸１および低速軸２を非回転状態にロックし
、次いで第２図に示すように互いに対角関係にある２本
の支軸９ａ、９ｂを、ロッド１０を支点にして矢印Ｆ方
向へ行き止まるまで回転させ、同じく対角関係にある残
り２本の支軸９Ｃ１９ｄをロッド１０を支点にして、上
記矢印Ｆ方向とは反対の矢印Ｇ方向へ行き止まるまで回
転させる。

このような支軸９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄの回転操作によ
り、遊星歯車８ａ、ｓｂ、　　８ｃ、８°　ｄも、それ
ぞれロッド１０．−・−・、１０を中心として回転する
が、その回転量はバックラッシュが消去されるまでの僅
かなものであるため、太陽歯車５の軸心を中心とする円
周方向には一°沿う回転として見做すことができる。そ
のため上記遊星歯車８ａ、８ｂと１３ｃ、８ｄとは、そ
れぞれ前者３ａ、３ｂがＦ方向へ、また後者８Ｃ２８ｄ
がＧ方向へ回転することにより、太陽歯車５の歯面への
接触と内歯車７の歯面への接触とが、第２図に示す状態
になったとき、すなわぢバフクラッシュが消去したとこ
ろで停止する。

このように回転が停止したとき、Ｆ方向に回転させた遊
星歯車８ａ、８ｂによる歯車列、すなわち遊星歯車８ａ
、８ｂと太陽歯車５．内歯車７との歯車列の歯当たり状
態は、太陽歯車５が反時計方向Ｒに回転する方向に接触
状態になっている。また、他方の遊星歯車８ｃ、３ｄに
よる歯車列、すなわち遊星歯車８ｃ、８ｄと太陽歯車５
．内歯車７との歯車列の歯当たり状態は、太陽歯車５が
時計方向Ｃに回転する方向に接触状態になっている。こ
のような歯当たり状態になったところで、ブラケット３
ｂに設けた開口２１からスパナ等の回転操作具を差し込
んでボルト２０を締め付け、スリン１−１７の狭窄させ
る。このスリット１７の狭窄によって、ロッド１０はキ
ャリヤ１６に対し、上述のようにバックラッシュが消去
された状態にセットされる。

次いで、高速軸１および低速軸２のロックを解除すると
ともに、ブラケット３ａを装着し、また必要により開口
２１の閉塞を行うようにすればよい。このように、上記
構造の遊星歯車機構によれば、パラクラシュの消去操作
を容易に実現することができる。

さて、上述した第２図に示す歯当たり状態にセットされ
た変速装置において、高速軸ｌが時計方向Ｃ（正転方向
）に回転するときは、動力は遊星歯車８ｃの歯車例と遊
星歯車８ｄの歯車列とを介して低速軸２に減速伝達され
るが、これに対し他方の遊星歯車８ａの歯車例と遊星歯
車８ｂの歯車列を介しては低速軸２に伝達されない、す
なわち、この時計方向Ｃの回転のときの他方の遊星歯車
８ａ、８ｂによる両歯車列の歯当たり状態は、回転方向
に対して隙間Ｃを介在させた状態であって動力は伝達さ
れず、反対側の歯面を単に接触させたまま追従回転する
だけである。

これに対し高速軸１が反時計方向Ｒ（逆転方向）のとき
は、上記正転時とは反対に、動力は他方の遊星歯車８ａ
の歯車例とＴＩ星歯車８ｂの歯車列を介して低速軸２に
減速伝達され、遊星歯車８ｃ、８ｄによる歯車列を介し
ては低速軸２に伝達されない。すなわち、この逆転Ｒの
ときの遊星歯車８ｃの歯車列と遊星歯車８ｄの歯車列と
の歯当たり状態は、回転方向に対して隙間Ｃ”を介在さ
せた状態であって、反対側の歯面を単に接触させたまま
追従回転するだけになる。

このように動力を伝達しない側の歯車列が接触状態を維
持したまま追従回転するため、正転方向Ｃから逆転方向
Ｒへ、また逆転方向Ｒから正転方向Ｃへ切り替わるとき
、その切り替わりの瞬間に、上記接触状態で追従してい
た歯車列側が直ちに動力伝達作用を行い、事実上パラク
ラシュ０の状態で回転方向の切り替えを行うことになる
。このため、バラクラシュ分だけ回転の遅れを発生する
ことなく、正確な伝達を行うことができる。

また、上述した変速装置では、遊星歯車８ａ。

８ｂ、８ｃ、８ｄが、それぞれ油膜を発生させる遊隙１
４を介して遊動中介軸１３に回転自在に支持されている
ため、この遊隙１４の油膜による偏心角の変動と、太陽
歯車５．のラジアル方向に対して変動が許容されること
によって歯車工作上の各種の誤差を吸収し、複数の歯車
列に対して動力を等配するため、極めて円滑な運転を可
能にする。

なお、上述した実施例では減速装置の場合を例示したが
、上記低速軸を入力側にして高速軸側に出力するように
すれば、増速装置としての適用が可能になる。

〔発明の効果〕

上述したように本発明の制御用変速装置によると、遊星
歯車機構における半数の遊星歯車による歯車例を動力伝
達側とするとき、残り半数の遊星歯車による歯車列を単
に歯面を接触状態にして追従させたけにすることができ
るため、それによって回転方向を正逆に切り替えるとき
には、歯車の噛合間係をバックラッシュが実質的に０で
あるのと等しい状態に直ちに切り替えることができる。

したがって、回転遅れのない正確な伝達を可能にする。

さらに、このような機構おいて、遊星歯車をキャリヤに
対し偏心ロッドで支持し、その偏心ロッドを支持する嵌
合孔の反負荷側に切割り状のスリットを設け、このスリ
ットを締付けボルトにより狭窄させることにより上記ロ
ッドを締め付け固定するようにしたので、太陽歯車、遊
星歯車、内歯車を組み付けた状態で上記バックラッシュ
をＯにする消去操作を簡単に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例による変速装置の縦断面図、第
２図は第１図をｎ−ｎ矢視により見たときの同変速装置
の作動を説明する原理図、第３図は第１図をｍ−ｍ矢視
により見たときの断面図、第４図は同変速装置に使用さ
れる遊星歯車の支軸およびロッドを示す斜視図である。 １・・・高速軸、　２・・・低速軸、　３・・・ケーシ
ング、　３ａ、３ｂ・・・ブラケット、　　５・・・太
陽歯車、　７・・・内歯車、　８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ
・・・遊星歯車、　９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ・・−支軸
、１０・・・ロッド、　　１６・・・キャリヤ、　　１
７・・・嵌合孔、　１８・・・スリット、　２０・・・
締付けボルト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 回転可能に支持された太陽歯車と、固定された内歯車と
   の間に、キャリヤに支持された偶数個の遊星歯車を介在
   させた遊星歯車機構において、前記遊星歯車の支軸に偏
   心状態にロッドを一体連結し、このロッドをキャリヤの
   嵌合孔に支持させることにより前記遊星歯車を支軸とと
   もに太陽歯車の軸心を中心とする円周方向に実質的に沿
   わせて時計方向および反時計方向にそれぞれ移動調整自
   在にし、かつ太陽歯車の回転停止下に半数の支軸を時計
   方向へ、残り半数の支軸を反時計方向にそれぞれ移動調
   整して歯車のバックラッシュを消去させる構成にし、か
   つ前記ロッドを支持するキャリヤの嵌合孔の反負荷側に
   切割り状のスリットを設け、このスリットを締付けボル
   トにより狭窄させて前記嵌合孔に支持されるロッドを締
   め付け固定したことを特徴とする制御用変速装置。