JP2578491B2 - 傘歯車セット及び該セットを用いた産業用ロボットの手首機構 - Google Patents
傘歯車セット及び該セットを用いた産業用ロボットの手首機構Info
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- B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
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- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
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- B25J9/102—Gears specially adapted therefor, e.g. reduction gears
- B25J9/103—Gears specially adapted therefor, e.g. reduction gears with backlash-preventing means
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は傘歯車に体する予圧調整が好適に実施出来る
ようにした傘歯車セットに関するものであり、同心上に
傘歯車を多段に配設する機構に利用可能であり、特に産
業用ロボットの手首構造に好適に利用出来るものであ
る。
ようにした傘歯車セットに関するものであり、同心上に
傘歯車を多段に配設する機構に利用可能であり、特に産
業用ロボットの手首構造に好適に利用出来るものであ
る。
現在用いられている産業用ロボットの手首には傘歯車
が二段に配置されているものがある。第4A図乃至第4C図
は従来の産業用ロボット手首機構の要部を示すものであ
り、図に示す如く、αドライブ用のシャフトA1の先端に
は傘歯車11′が装着され、βドライブ用の外側シャフト
A2の先端には傘歯車21′が装着されている。
が二段に配置されているものがある。第4A図乃至第4C図
は従来の産業用ロボット手首機構の要部を示すものであ
り、図に示す如く、αドライブ用のシャフトA1の先端に
は傘歯車11′が装着され、βドライブ用の外側シャフト
A2の先端には傘歯車21′が装着されている。
そして、内側の傘歯車11′の歯車肩面にボールベアリ
ングB1が当接し、ベアリングナット15にはボールベアリ
ングB2が当接し、ベアリングB1とB2との間には外側傘歯
車21′の内周突出部P0が介入しており、シム19を挟んで
ベアリングナット15によって締め付けられている。
ングB1が当接し、ベアリングナット15にはボールベアリ
ングB2が当接し、ベアリングB1とB2との間には外側傘歯
車21′の内周突出部P0が介入しており、シム19を挟んで
ベアリングナット15によって締め付けられている。
また、外側の傘歯車21′は、その歯車肩面27にボール
ベアリングB21が当接し、ボールベアリングB22がベアリ
ングナット25に当接し、ベアリングB21とB22との間には
ハウジングＨの突出部Ｐが介入しており、ベアリングナ
ット25がネジ部26上で締め付けられている。
ベアリングB21が当接し、ボールベアリングB22がベアリ
ングナット25に当接し、ベアリングB21とB22との間には
ハウジングＨの突出部Ｐが介入しており、ベアリングナ
ット25がネジ部26上で締め付けられている。
そして、ロボット手首機構の組立にあっては、各ベア
リングナットを締め付けて各傘歯車のベアリングの予圧
調整を行うと共に、シムを介在して各傘歯車の歯当た
り、バックラッシュ調整を行うのであり、歯当たり、バ
ックラッシュ調整は、歯の摩耗によっても必要となる。
リングナットを締め付けて各傘歯車のベアリングの予圧
調整を行うと共に、シムを介在して各傘歯車の歯当た
り、バックラッシュ調整を行うのであり、歯当たり、バ
ックラッシュ調整は、歯の摩耗によっても必要となる。
第4A乃至第4C図に示す如く、従来のロボット手首の傘
歯車装置にあっては、外側の傘歯車の歯当たり調整は、
第4B図に示す如く、ボルトネジS2を外して外側傘歯車セ
ットを矢印F1の如く外し、シム29を取り換えた後、再度
傘歯車セットを嵌着してボルトネジS2を締着すれば良い
が、内側の傘歯車の歯当たり調整は、第4C図に示す如
く、外側傘歯車セットをボルトネジS2を外して取り出し
た後、更にベアリングナット15を外して内側傘歯車11′
を矢印F2の如く抜き出して新たなシム19を傘歯車11′の
シャフト側から嵌入し、ベアリングB1に当接した後、傘
歯車11′を再度外側の傘歯車21′内に嵌入してシム19を
ベアリングB1と突出部P0とで挟み、ベアリングナット15
を締着する必要があり、この場合には既に予圧調整され
ている場合でもベアリングナット15を外すために、ベア
リングB1及びB2に対して再度予圧調整せねばならず、結
局、従来の傘歯車ユニットにあっては、組付け時、又は
シム取り換え時のベアリングの予圧調整及び歯当たり調
整の作業は非常に手間がかかり、且つ困難であった。
歯車装置にあっては、外側の傘歯車の歯当たり調整は、
第4B図に示す如く、ボルトネジS2を外して外側傘歯車セ
ットを矢印F1の如く外し、シム29を取り換えた後、再度
傘歯車セットを嵌着してボルトネジS2を締着すれば良い
が、内側の傘歯車の歯当たり調整は、第4C図に示す如
く、外側傘歯車セットをボルトネジS2を外して取り出し
た後、更にベアリングナット15を外して内側傘歯車11′
を矢印F2の如く抜き出して新たなシム19を傘歯車11′の
シャフト側から嵌入し、ベアリングB1に当接した後、傘
歯車11′を再度外側の傘歯車21′内に嵌入してシム19を
ベアリングB1と突出部P0とで挟み、ベアリングナット15
を締着する必要があり、この場合には既に予圧調整され
ている場合でもベアリングナット15を外すために、ベア
リングB1及びB2に対して再度予圧調整せねばならず、結
局、従来の傘歯車ユニットにあっては、組付け時、又は
シム取り換え時のベアリングの予圧調整及び歯当たり調
整の作業は非常に手間がかかり、且つ困難であった。
本発明は、多段傘歯車セットを新規な構造とし、前述
の問題点を解消するものである。
の問題点を解消するものである。
例えば第1A図に示す如く、傘歯車11の軸上であって、
歯車肩面17に当接するベアリングB1とベアリングナット
15に当接するベアリングB2,B3との間に、内輪間座12と
外輪間座13とを重合配設すると共に、内輪間座12の幅l1
を外輪間座13の幅l2より予圧調整寸法δだけ短くして傘
歯車セットとするものであり、外輪間座13後面f1にネジ
孔t1を設け、外側傘歯車21のボルト孔（h1）を有する内
周突出変P2をシム19を介在して外輪間座の後面f1に当接
し、ボルトネジS1で外側傘歯車21を内側傘歯車11上に装
着して二段傘歯車セットとするものである。
歯車肩面17に当接するベアリングB1とベアリングナット
15に当接するベアリングB2,B3との間に、内輪間座12と
外輪間座13とを重合配設すると共に、内輪間座12の幅l1
を外輪間座13の幅l2より予圧調整寸法δだけ短くして傘
歯車セットとするものであり、外輪間座13後面f1にネジ
孔t1を設け、外側傘歯車21のボルト孔（h1）を有する内
周突出変P2をシム19を介在して外輪間座の後面f1に当接
し、ボルトネジS1で外側傘歯車21を内側傘歯車11上に装
着して二段傘歯車セットとするものである。
第1B図に示す如く、ベアリングナット15をメータで計
測しながら締着し、適切な力Ｋを各ボールベアリング
B1,B2,B3の内輪に付与して所定予圧に設定しておけば、
シム19の取り換え作業はボルトネジS1を外すだけで達成
出来、シム19の取り換え作業と、ボールベアリングに対
する予圧調整作業とは関係なく別々に実施出来る。
測しながら締着し、適切な力Ｋを各ボールベアリング
B1,B2,B3の内輪に付与して所定予圧に設定しておけば、
シム19の取り換え作業はボルトネジS1を外すだけで達成
出来、シム19の取り換え作業と、ボールベアリングに対
する予圧調整作業とは関係なく別々に実施出来る。
本発明を産業用ロボットの手首構造に適用した。第3A
図は該手首に於ける二段傘歯車構造を示し、第3B図及び
第3C図はその作用説明図であり、第1A,第1B及び第２図
は内側の傘歯車セット説明図である。
図は該手首に於ける二段傘歯車構造を示し、第3B図及び
第3C図はその作用説明図であり、第1A,第1B及び第２図
は内側の傘歯車セット説明図である。
図に示す如く、内側の傘歯車11がその軸線Ｘ−Ｘと直
交する軸線Ｙ−Ｙ上に配置された手首の傘歯車10と噛合
し、外側の傘歯車21が同じく手首の傘歯車20と噛合して
いる。
交する軸線Ｙ−Ｙ上に配置された手首の傘歯車10と噛合
し、外側の傘歯車21が同じく手首の傘歯車20と噛合して
いる。
内側の傘歯車セットは、第1A,1B図に示す如く、歯車
肩面17に半径r1のボールベアリングB1を当接し、幅l1の
内輪間座12と、半径r1で幅l2の外輪間座13との重ね間座
輪を介して、半径r3のボールベアリングB2、及びB3を配
し、後方から半径r2のベアリングナット15をネジ部16で
締着する構造とした。また、外輪間座13の後面f1からネ
ジ孔t1を歯車軸線Ｘ−Ｘに平行に、且つネジ孔t1から軸
心Ｘ−Ｘまでの最小径をrtで穿設し、外輪間座の幅l2を
内輪間座の幅l1より予圧用の寸法δだけ大とした（第２
図参照）。なお各部材の半径寸法は、図示の如くr1＞rt
＞r3≧r2とした。
肩面17に半径r1のボールベアリングB1を当接し、幅l1の
内輪間座12と、半径r1で幅l2の外輪間座13との重ね間座
輪を介して、半径r3のボールベアリングB2、及びB3を配
し、後方から半径r2のベアリングナット15をネジ部16で
締着する構造とした。また、外輪間座13の後面f1からネ
ジ孔t1を歯車軸線Ｘ−Ｘに平行に、且つネジ孔t1から軸
心Ｘ−Ｘまでの最小径をrtで穿設し、外輪間座の幅l2を
内輪間座の幅l1より予圧用の寸法δだけ大とした（第２
図参照）。なお各部材の半径寸法は、図示の如くr1＞rt
＞r3≧r2とした。
外輪の傘歯車21は、第3A乃至3C図に示す如く、先端に
歯面28を有する円筒体であり、該円筒体の外周には、歯
面28の近傍の外周突設環P1の後面f2にボールベアリング
B21を当接し、予圧調節用の幅寸法差を有する内輪間座2
2及び外輪間座23の重ね間座輪を介してボールベアリン
グB22を配し、ベアリングB22の内輪に当接するカラー24
を介して後方からベアリングナット25をネジ部26上で締
着する構造とし、円筒体内周にはボルト孔h1を有し、内
周半径がr1（r1≧r2）の突出片P2を形成した。また、ベ
アリングB22とベアリングナット25との間にはボルト孔h
2を有する取付環Ｒを遊嵌し、手首ケースＣの内周肩面f
3にはネジ孔t2を穿設した。
歯面28を有する円筒体であり、該円筒体の外周には、歯
面28の近傍の外周突設環P1の後面f2にボールベアリング
B21を当接し、予圧調節用の幅寸法差を有する内輪間座2
2及び外輪間座23の重ね間座輪を介してボールベアリン
グB22を配し、ベアリングB22の内輪に当接するカラー24
を介して後方からベアリングナット25をネジ部26上で締
着する構造とし、円筒体内周にはボルト孔h1を有し、内
周半径がr1（r1≧r2）の突出片P2を形成した。また、ベ
アリングB22とベアリングナット25との間にはボルト孔h
2を有する取付環Ｒを遊嵌し、手首ケースＣの内周肩面f
3にはネジ孔t2を穿設した。
手首の駆動機構の外側の傘歯車21は、シム29によって
歯当たり調節し、ベアリングナット25の締め付けによっ
てカラー24を介してベアリングB22の内輪を押圧し、内
輪間座22によっベアリングB22とB21とに予圧調整を行
い、取付環Ｒを介してボルトネジS2を手首カラーＣのネ
ジ孔t2に螺入して固定し、内側傘歯車11は、外側傘歯車
21の内周突出片P2の前面と外輪間座13の後面f1との間に
シム19を介在してボルトネジS1をボルト孔h1に挿通して
ネジ孔t1に螺入して固定すると共に、ベアリングナット
15の締め付けによって第1B図に示す如く、ベアリングB3
及びB2の内側に締付力Ｋを及ぼし、且つベアリングB1に
は歯車の肩面17からの反力Ｋを及ぼして各ベアリング
B3,B2,B1の内輪を歪ませて予圧を付与して取り付けてい
る。
歯当たり調節し、ベアリングナット25の締め付けによっ
てカラー24を介してベアリングB22の内輪を押圧し、内
輪間座22によっベアリングB22とB21とに予圧調整を行
い、取付環Ｒを介してボルトネジS2を手首カラーＣのネ
ジ孔t2に螺入して固定し、内側傘歯車11は、外側傘歯車
21の内周突出片P2の前面と外輪間座13の後面f1との間に
シム19を介在してボルトネジS1をボルト孔h1に挿通して
ネジ孔t1に螺入して固定すると共に、ベアリングナット
15の締め付けによって第1B図に示す如く、ベアリングB3
及びB2の内側に締付力Ｋを及ぼし、且つベアリングB1に
は歯車の肩面17からの反力Ｋを及ぼして各ベアリング
B3,B2,B1の内輪を歪ませて予圧を付与して取り付けてい
る。
内側傘歯車セットにあってシム19の取り換えの必要が
生じた場合、ボルトネジS1を外して第3C図の如く内側傘
歯車セットを外側傘歯車セットからF2方向に抜脱した
後、シム19を取り換えた後に、再度両歯車をボルトネジ
S1によって組み付ける。この場合、ベアリングナット15
を何ら操作する必要はないので、内側傘歯車セットに於
けるベアリングB1,B2,B3で既に設定されている予圧状態
は何ら変化を受けることがない。即ち、内側傘歯車セッ
トは、第1B図に示す予圧設定状態のまゝでシム19の取り
換えが可能である。
生じた場合、ボルトネジS1を外して第3C図の如く内側傘
歯車セットを外側傘歯車セットからF2方向に抜脱した
後、シム19を取り換えた後に、再度両歯車をボルトネジ
S1によって組み付ける。この場合、ベアリングナット15
を何ら操作する必要はないので、内側傘歯車セットに於
けるベアリングB1,B2,B3で既に設定されている予圧状態
は何ら変化を受けることがない。即ち、内側傘歯車セッ
トは、第1B図に示す予圧設定状態のまゝでシム19の取り
換えが可能である。
なお、本実施例では内側傘歯車セットで同径のボール
ベアリングB2,B3の２個を用いたが、間座とベアリング
ナットとの間のベアリングは１個でも良く、要は内輪間
座12が両側のボールベアリングの内輪に当接し、外輪間
座13が両側のボールベアリングの外輪に当接する構造で
あれば、ボールベアリングの予圧設定が出来る。
ベアリングB2,B3の２個を用いたが、間座とベアリング
ナットとの間のベアリングは１個でも良く、要は内輪間
座12が両側のボールベアリングの内輪に当接し、外輪間
座13が両側のボールベアリングの外輪に当接する構造で
あれば、ボールベアリングの予圧設定が出来る。
また、本実施例は産業用ロボットの手首に適用した
が、傘歯車を数段重ねで用いる場所であれば、本発明の
適用が可能であり、本発明は、傘歯車が同心的にボール
ベアリングを介して重合する多段傘歯車装置であれば有
効に適用可能である。
が、傘歯車を数段重ねで用いる場所であれば、本発明の
適用が可能であり、本発明は、傘歯車が同心的にボール
ベアリングを介して重合する多段傘歯車装置であれば有
効に適用可能である。
内側傘歯車セットに関しては、ボールベアリングの予
圧を一度設定しておけば、シムによる歯当たり調節は設
定予圧を変更することなく実施出来、組み付け工数が簡
略化出来、且つ信頼性の低下が防止出来る。
圧を一度設定しておけば、シムによる歯当たり調節は設
定予圧を変更することなく実施出来、組み付け工数が簡
略化出来、且つ信頼性の低下が防止出来る。
部品メーカーに於いてセットとして取り扱うことが出
来て、製造の合理化が達成出来る。
来て、製造の合理化が達成出来る。
第1A図は本発明の傘歯車セットの断面図であり、第1B図
は予圧調整した状態の傘歯車セットの断面図である。 第２図は、本発明に用いる間座の拡大断面図である。 第3A図は本発明を適用したロボットの手首部の部分断面
図であり、第3B図はその手首部から二段傘歯車セットを
外した状態の説明図であり、第3C図は内側傘歯車セット
を外側傘歯車から外した状態の説明図である。 第4A図は従来のロボットの手首部の部分断面図であり、
第4B図はその手首部から二段傘歯車セットを外した状態
の説明図であり、第4C図はその内側傘歯車セットを外側
傘歯車から外した状態の説明図である。 10,11,20,21……傘歯車、 12,22……内輪間座、13,23……外輪間座、 15,25……ベアリングナット、 16,26……ネジ部、17……歯車肩面、 18,28……歯面、19,29……シム。
は予圧調整した状態の傘歯車セットの断面図である。 第２図は、本発明に用いる間座の拡大断面図である。 第3A図は本発明を適用したロボットの手首部の部分断面
図であり、第3B図はその手首部から二段傘歯車セットを
外した状態の説明図であり、第3C図は内側傘歯車セット
を外側傘歯車から外した状態の説明図である。 第4A図は従来のロボットの手首部の部分断面図であり、
第4B図はその手首部から二段傘歯車セットを外した状態
の説明図であり、第4C図はその内側傘歯車セットを外側
傘歯車から外した状態の説明図である。 10,11,20,21……傘歯車、 12,22……内輪間座、13,23……外輪間座、 15,25……ベアリングナット、 16,26……ネジ部、17……歯車肩面、 18,28……歯面、19,29……シム。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩崎 恭士 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580 番地 ファナック株式会社商品開発研究 所内 (56)参考文献 特開 昭51−24455（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−11293（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−196823（ＪＰ，Ｕ)
Claims (4)
- 【請求項１】傘歯車（11）の軸上で、歯車肩面（17）に
当接するベアリング（B1）と、ベアリングナット（15）
に当接するベアリング（B2,B3）との間に、内輪間座（1
2）と外輪間座（13）とを重合配設すると共に、内輪間
座（12）の幅（l1）を外輪間座（13）の幅（l2）より予
圧調整寸法（δ）だけ短くし、且つ外輪間座（13）後面
（f1）にネジ孔（t1）を設けた傘歯車セット。 - 【請求項２】請求項１記載の傘歯車セットの外輪間座
（13）の後面（f1）に、外輪傘歯車（21）の円筒部内周
のボルト孔（h1）を有する内周突出片（P0）をシム（1
9）を介在して当接してボルトネジ（S1）をボルト孔（h
1）を介してネジ孔（t1）に螺入し、外側傘歯車（21）
を傘歯車（11）セット外周に着脱自在に装着した多段傘
歯車セット。 - 【請求項３】ボルトネジ（S1）を外すことにより外側傘
歯車（21）が傘歯車（11）セットから後方へ摺動抜脱出
来る請求項２記載の多段傘歯車セット。 - 【請求項４】請求項３記載の多段傘歯車セットを手首ケ
ース（Ｃ）内に装着した産業用ロボットの手首機構。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63280507A JP2578491B2 (ja) | 1988-11-08 | 1988-11-08 | 傘歯車セット及び該セットを用いた産業用ロボットの手首機構 |
| DE68921067T DE68921067T2 (de) | 1988-11-08 | 1989-11-02 | Kegelradverzahnung und gelenkmechanismus eines industrieroboters mit einer derartigen kegelradverzahnung. |
| EP89912136A EP0396776B1 (en) | 1988-11-08 | 1989-11-02 | Bevel gear set and wrist mechanism of industrial robot using said bevel gear set |
| PCT/JP1989/001132 WO1990005249A1 (en) | 1988-11-08 | 1989-11-02 | Bevel gear set and wrist mechanism of industrial robot using said bevel gear set |
| US07/809,046 US5127282A (en) | 1988-11-08 | 1991-12-16 | Bevel gear unit and a wrist mechanism for an industrial robot incorporating the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63280507A JP2578491B2 (ja) | 1988-11-08 | 1988-11-08 | 傘歯車セット及び該セットを用いた産業用ロボットの手首機構 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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