JPH0989052A - 減速ギア装置のバックラッシュ調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 減速ギア装置のギアトレイン内のバックラッ
シュを簡単に安価に調整し、かつ低精度のギア要素を用
いても実用性のあるバックラッシュ調整を行い得るよう
にすること。 【解決手段】 入力ギア１６、中間ギア２２、２４、出
力ギア４２から構成される減速ギア装置６のバックラッ
シュを調整するときに、中間ギア組体２０を基準平面８
ｂ内で位置移動が可能なように予め形成し、かつ入力ギ
ア１６と中間ギア２２との中心軸線間の距離を拘束治具
５０で拘束した状態のまま、中間ギア２４を出力ギア４
２に対して移動変位させることにより、ギアトレインの
伝動精度に影響の大きい出力段におけるバックラッシュ
を最適値に調整する構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ギアトレイン（歯
車列）によって入力回転を所定の減速比によって減速
し、出力回転として取り出す減速ギア装置のバックラッ
シュを簡単に調整することができる方法に関し、特に、
歯車精度をいたずらに高精度化することなく製造された
入力ギア、中間ギア、出力ギアを用い、これらのギアを
順次に配列して、ギアトレイン間の歯数比に従う減速出
力を出力ギアから得る減速ギア装置におけるバックラッ
シュの調整方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】産業用ロボットの関節部や工作機械等に
おける伝動機構部にギアトレインを用いた減速ギア装置
が用いられることは周知であり、この種の減速ギア装置
における伝動精度を所要の精度レベルに確保してロボッ
トの動作精度や工作機械等の加工精度を高精度化するた
めには、ギアトレイン内のバックラッシュを所定の規格
量内に納める調整が必要とされる。

【０００３】このために、従来からギアトレインを構成
する入力ギア、中間ギア、出力ギア等の各ギア要素やギ
ア支持部品の製造、加工精度を高精度化、またこれらの
ギアトレインを収納するギアボックスにおけるギア取付
け用の軸孔の加工精度や孔間距離寸法の加工精度を高精
度にし、以て減速ギア装置を組立てる際のバックラッシ
ュをギアの円滑回転を妨げることの無い範囲で低減調整
させることに多大の努力を傾注していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】然しながら、このよう
な従来のバックラッシュ調整方法は、減速ギア装置の構
成要素である各ギアや部品類の加工精度を、例えば日本
歯車製造規格の１級等のような高精度に形成することが
必要であることから、加工工数の増加、組立に細大の注
意を払うことから組立作業が難作業化する等の不利があ
り、その結果、コスト高も発生すると言う不利があっ
た。

【０００５】依って、本発明の目的は、例えば、日本歯
車製造規格の３級程度等の比較的低加工精度のギアをギ
アトレイン要素として用いながら、適正なバックラッシ
ュ量の調整、設定を可能にする減速ギア装置のバックラ
ッシュ調整方法を提供することにある。本発明の他の目
的は、簡単なバックラッシュ調整治具を利用することに
より、精度の低い入力ギア、中間ギア、出力ギア等を用
いて減速ギアトレインを組立てかつ、バックラッシュ量
を適正量に調整することが可能な方法を提供することに
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述の発明の目的を達成
すべく、本発明は、入力ギア、中間ギア、出力ギアから
構成される減速ギア装置のバックラッシュを調整すると
きに、中間ギアを平面内で位置移動が可能なように予め
形成し、かつ入力ギアと中間ギアとの中心軸線間の距離
を拘束治具で拘束した状態のまま、中間ギアを出力ギア
に対して移動させることにより、ギアトレインの伝動精
度に影響の大きい出力段におけるバックラッシュを最適
値に調整することで減速ギア装置のバックラッシュ調整
を比較的簡単に、しかも製造精度の低い安価なギアを用
いたギアトレインを有する減速ギア装置でも適正なバッ
クラッシュ設定により高精度の伝動性能を発揮し得るよ
うに構成したものである。

【０００７】すなわち、本発明は、入力ギア、中間ギ
ア、出力ギアの順に配列され、これらのギア間の歯数比
に従った減速回転出力を該出力ギアに得る減速ギア装置
におけるバックラッシュ調整方法において、前記中間ギ
アは、前記入力ギア、出力ギアに対する噛み合い状態を
維持したまま１つの平面内で該中間ギアの中心軸線の位
置を調整移動可能に予め形成し、前記入力ギアおよび前
記中間ギアの夫々の軸心間距離を該入力、中間ギアのピ
ッチ円半径に略対応した所定の腕長さを有する拘束治具
によって距離不変に固定し、前記固定操作後に前記中間
ギアを前記１つの平面内で前記入力ギアの軸線を中心に
位置移動をさせることにより、該中間ギアと前記出力ギ
アとの間のバックラッシュを所定のバックラッシュ量に
調整して位置決めし、該バックラッシュ調整後に前記中
間ギアを前記１つの平面内で位置決めされた位置に固定
すると共に前記拘束治具を取り外す、諸工程を具備して
構成されることを特徴とする減速ギア装置のバックラッ
シュ調整方法を提供するものである。

【０００８】上述の入力、中間ギアのピッチ円半径に略
対応した所定の腕長さを有する拘束治具は、単に棒状体
の両先端に入力ギアのギアシャフトの中心と中間ギアの
ギアシャフトの中心とに係合する係合端を有した構造の
棒状体で良く、従って構造が簡単で安価な拘束治具を用
いるだけで、ギアトレインのバックラッシュを適正レベ
ルに設定、調整することができる。

【０００９】なお、上記の中間ギアは、上記入力ギアと
噛み合う第１の減速用中間ギアと、上記出力ギアと噛み
合う第２の減速用中間ギアと、該第１、第２の減速用中
間ギアを保持したギアシャフトを有すると共に前記１つ
の平面内で位置決めされた位置に固定可能にする固定部
とを有するように形成されていることが好ましい。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を添付図面に示す実
施形態に基づいて、更に詳細に説明する。図１は、本発
明の実施形態によるバックラッシュ調整方法が適用され
る減速ギア装置の構造の一例を示す断面図、図２は図１
に示した減速ギア装置におけるバックラッシュ調整工程
の初期操作として入力ギア、中間ギア間の軸間距離を拘
束する拘束治具を装着した状態を説明する平面図、図３
は同拘束治具の装着された入力ギア、中間ギアの側面
図、図４は図３の構成の斜視図、図５は拘束治具を取り
外した最終調整工程の状態を説明する図２と同様の平面
図である。

【００１１】図１を参照すると、本発明の実施形態に係
る減速ギア装置６は、ギアボックス８の内部に入力ギア
組体１０、中間ギア組体２０、出力ギア組体４０が組み
込まれて成り、入力ギア組体１０はギアボックス８の基
板８ａに軸受１２を介して回転可能に支持された入力軸
１４の上端域に固定、取着されて入力軸１４と一体回転
する入力ギア（ピニオン）１６を有しており、入力軸１
４の下端側から入力される回転入力に従って回転する。
この入力ギア組体１０の入力ギア１６と噛合して中間ギ
ア組体２０の第１段ギア２２が設けられている。

【００１２】この中間ギア組体２０の第１段ギア２２は
中間軸２６に固定、取着され、同中間軸２６は、回転軸
受２８を介してギアボックス８の基板８ａの予め選定し
た領域に形成されたた高精度の基準面８ｂ上にボルトね
じ等の適宜の固定手段で固定された軸ホルダ３０に回転
可能に保持されている。この軸ホルダ３０は、上記の基
準面８ｂ上で摺動変位することにより所望の位置に位置
決め、固定可能な部材として形成されており、上記のボ
ルトねじ３２によって固定される。

【００１３】中間軸２６上には更に第２段ギア２４が固
定、取着されており、この第２段ギア２４は出力ギア組
体４０の出力大ギア４２に噛合されている。後者の出力
大ギア４２は出力軸４４に固定、取着され、該出力軸４
４は軸受４６を介してギアボックス８の基板８ａに回転
可能に支承されている。上述したギアトレインを有する
減速ギア装置１０においては、入力ギア組体１０の入力
ギア１６と中間ギア組体２０の第１段ギア２２との間で
両ギアの歯数比に従った第１段目の減速が行われ、また
第２段ギア２４と出力大ギア４２との間で再び両ギアの
歯数比に従った第２段目の減速が遂行される。勿論、入
力ギア組体１０と出力ギア組体４０との間に配設された
中間ギア組体２０を所要に応じて複数組、配設すること
により、更に多段に減速を行うこともできる。

【００１４】ここで、本発明によれば、上記の減速ギア
装置１０のギアトレイン内におけるバックラッシュ調整
を行うために、上述のように、ギアボックス８に基準面
８ｂを設けて中間ギア組体２０を同基準面８ｂ上で固定
前に摺動変位可能に設けてある共に入力ギア組体１０と
中間ギア組体２０との両者の入力、中間軸１４、２６の
頂部に略軸心に沿って穿設した後述の凹所１８、３４が
形成されている。

【００１５】さて、本発明によれば、上述のギアトレイ
ン内のバックラッシュを調整するために、簡単な治具が
用いられる。この治具は図２〜図４に示すように、入力
ギア組体１０の入力軸１４の中心軸線と中間ギア組体２
０の中間軸２６の中心軸線との間の距離Ｌを固定、拘束
する拘束治具５０として形成され、棒状部５２と、この
棒状部５２の両端から突出させた係合ピン５４、５６と
を有して構成されている。そして、上記棒状部５２に対
して両係合ピン５４、５６の中心間距離Ｌが、入力ギア
１６と中間ギア組体２０の第１段ギア２２との両ギアの
ピッチ円半径の和と略等しい値に設計、形成され、この
拘束治具５０の両係合ピン５４、５６を上述した入力ギ
ア組体１０と中間ギア組体２０との両者の入力、中間軸
１４、２６の頂部に穿設した既述の凹所１８、３４に係
合させると、両ギア１６、２２の間の距離を拘束するこ
とができるのである。もっとも、拘束治具５０の両ピン
５４、５６に相当するピン状の突起を入力軸１４と中間
軸２６の先端に形成し、他方、拘束治具５０の棒状部５
２の両端に凹所１８、３４に相当する凹所を設けた構成
としても同様な拘束作用を達成することは自明であろ
う。

【００１６】次に、上述した拘束治具５０を用いたバッ
クラッシュ調整方法を説明する。先ず、中間ギア組体２
０は、ギアボックス８の基準面８ｂ上で自由に摺動変位
調整が可能なように、ボルトねじ３２は取り外し状態、
または弛めた状態に保持しておく。次に、拘束治具５０
の両ピン５４、５６を入力ギア組体１０の入力軸１４に
形成した凹所１８及び中間ギア組体２０の中間軸２６に
形成した凹所３４に係入させて入力ギア組体１０と中間
ギア組体２０との間の距離Ａ（図２参照）を拘束治具５
０の両ピン５４、５６間長さＬ（図３、４参照）に拘
束、固定する。

【００１７】次いで、未だ基準面８ａ上で摺動変位が許
容される中間ギア組体２０を入力ギア組体１０の入力軸
１４の中心軸線を中心にして図２に矢印Ｐで示す円弧上
で微小量づつ変位させ、このとき、同中間ギア組体２０
の第２段ギア２４と出力ギア組体４０の出力大ギア４２
との間のバックラッシュ量が最適量、つまり、両ギア２
４、４２の噛合状態を維持したまま、両者が円滑に回転
可能で、しかも正逆両回転方向でギア歯面間に遊びが無
いような状態に位置決め設定する。このとき、第２段ギ
ア２４と出力大ギア４２との間の中心軸線間距離Ｂ（図
２）は、両ギアのピッチ円半径の和に相当する距離を基
準値とした微小範囲内に設定されることと成ることは言
うまでもない。

【００１８】ここで、注目すべき点は、中間ギア組体２
０の位置は、入力ギア組体１０との間のバックラッシュ
および出力ギア組体４０との間のバックラッシュの両バ
ックラッシュ量に影響が及ぶが、上述のように拘束治具
５０を用いて中心軸間距離の拘束を行うことにより、中
間ギア組体２０と出力ギア組体４０との間のバックラッ
シュ設定、調整を遂行する工程だけを独自に遂行するこ
とができる点である。

【００１９】このようにして中間ギア組体２０と出力ギ
ア組体４０との間のバックラッシュを適正量に設定、調
整が完了したとき、中間ギア組体２０の軸ホルダ３０を
ギアボックス８の基準面８ｂに対してボルトねじ３２に
より、固定する。その後、入力ギア１６と第１段ギア２
２との間に有るバックラッシュが適正量であるかを確認
すべく、両ギア１６、２２の噛合状態を維持したままで
回転させて円滑な動きが成されることを確認する。そし
て、バックラッシュ量が大き過ぎると判断されたような
場合には必要に応じて入力ギア組体１０に対する中間ギ
ア組体２０を上記の固定状態の位置決め位置を及ぶ限り
保持したまま距離Ａ（図２参照）を微小量の調整範囲内
で変位させるように調整しても良い。

【００２０】然しながら、入力ギア１６と第１段ギア２
２との間のバックラッシュによる伝達誤差は、第２段ギ
ア２４と出力大ギア４２との間の減速比によって十分に
縮小されるため、一般的には、入力ギア１６と第１段ギ
ア２２との間のバックラッシュは、むしろ両ギア１６、
２２の回転が円滑に遂行されるように調整が必要無いも
のと考えて良い。

【００２１】こうして、入力ギア組体１０から出力ギア
組体４０に到るギアトレイン内のバックラッシュ調整を
完了させ、次いで、拘束軸５０を入力ギア組体１０及び
中間ギア組体２０の凹所１８、３４から取り外して両組
体１０、２０間を自由状態に戻す。そして、最終的に中
間ギア組体２０をギアボックス８の基準面８ｂにボルト
ねじ３２で完全固定すれは、図５に示すように減速ギア
装置６のバックラッシュ調整は終了するのである。

【００２２】上述のように、本発明によれば、減速ギア
装置６のギアトレイン内のバックラッシュ調整に当た
り、各ギア１６、２２、２４、４０の加工精度や入力軸
１４、中間軸２６等の位置設定精度に依存することな
く、拘束治具５０による距離拘束を巧みに利用して中間
ギア組体２０の調整変位を遂行し、出力段側のバックラ
ッシュ量を最適値化するようにしたので、各ギア要素の
製造精度を徒に高精度化して加工を困難にすることな
く、バックラッシュ調整を達成できることと成ったので
ある。

【００２３】なお、距離拘束用の拘束治具５０は、種々
異なる減速ギア装置に対しては、棒状部５２の両端のピ
ン５４、５６間の距離Ｌを入力ギア１６と第１段ギア２
２との間のピッチ円半径の和に相当する距離として予め
種々のものを備えておけば良い。また、この拘束治具５
０自体は、簡単に、かつ安価に製造できるので、必要に
応じて補給すれば良いことは言うまでもない。

【００２４】

【発明の効果】以上、本発明を実施形態に基づいて説明
したが、本発明によれば、入力ギア、中間ギア、出力ギ
アから構成される減速ギア装置のバックラッシュを調整
するときに、中間ギアを平面内で位置移動が可能なよう
に予め形成し、かつ入力ギアと中間ギアとの中心軸線間
の距離を拘束治具で拘束した状態のまま、中間ギアを出
力ギアに対して移動させることにより、ギアトレインの
伝動精度に影響の大きい出力段におけるバックラッシュ
を最適値に調整することで減速ギア装置のバックラッシ
ュ調整を比較的簡単に、しかも製造精度の低い安価なギ
アを用いたギアトレインを有する減速ギア装置でも適
正、かつ実用上で十分なバックラッシュ設定により高精
度の伝動性能を発揮し得るように成った。この結果、産
業用ロボットの関節部の伝動機構や工作機械内部等の伝
動機構等でギアトレイン内のバックラッシュ調整に有効
に利用することが可能となった。また、本発明によれ
ば、安価なギア要素を用いることができるので、ロボッ
ト、工作機械等の機器類のコスト低減にも寄与すること
が可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態によるバックラッシュ調整方
法が適用される減速ギア装置の構造の一例を示す断面図
である。

【図２】図１に示した減速ギア装置におけるバックラッ
シュ調整工程の初期操作として入力ギア、中間ギア間の
軸間距離を拘束する拘束治具を装着した状態を説明する
平面図である。

【図３】本図は同拘束治具の装着された入力ギア、中間
ギアの側面図である。

【図４】図３の構成の斜視図である。

【図５】拘束治具を取り外した最終調整工程の状態を説
明する図２と同様の平面図である。

【符号の説明】

６…減速ギア装置 ８…ギアボックス ８ａ…基板 ８ｂ…基準面 １０…入力ギア組体 １４…入力軸 １６…入力ギア １８…凹所 ２０…中間ギア組体 ２２…第１段ギア ２４…第２段ギア ２６…中間軸 ３０…軸ホルダ ３４…凹所 ４０…出力ギア組体 ４２…出力大ギア ４４…出力軸 ５０…拘束治具

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力ギア、中間ギア、出力ギアの順に配
   列され、これらのギア間の歯数比に従った減速回転出力
   を該出力ギアに得る減速ギア装置におけるバックラッシ
   ュ調整方法において、 前記中間ギアは、前記入力ギア、出力ギアに対する噛み
   合い状態を維持したまま１つの平面内で該中間ギアの中
   心軸線の位置を調整移動可能に予め形成し、 前記入力ギアおよび前記中間ギアの夫々の軸心間距離を
   該入力、中間ギアのピッチ円半径に略対応した所定の腕
   長さを有する拘束治具によって距離不変に固定し、 前記固定操作後に前記中間ギアを前記１つの平面内で前
   記入力ギアの軸線を中心に位置移動をさせることによ
   り、該中間ギアと前記出力ギアとの間のバックラッシュ
   を所定のバックラッシュ量に調整して位置決めし、 該バックラッシュ調整後に前記中間ギアを前記１つの平
   面内で位置決めされた位置に固定すると共に前記拘束治
   具を取り外す、諸工程を具備して構成されることを特徴
   とする減速ギア装置のバックラッシュ調整方法。
2. 【請求項２】 前記中間ギアは、前記入力ギアと噛み合
   う第１の減速用中間ギアと、前記出力ギアと噛み合う第
   ２の減速用中間ギアと、該第１、第２の減速用中間ギア
   を保持したギアシャフトを有すると共に前記１つの平面
   内で位置決めされた位置に固定可能にする固定部とを有
   するように予め形成されている請求項１に記載の減速ギ
   ア装置のバックラッシュ調整方法。