CN103062368A - 小齿隙齿轮机构和装置 - Google Patents

Abstract

本发明的课题在于提供一种能够应对马达正反转重复情况的、组装简单且扭矩调节简便的小齿隙齿轮机构和装置。解决方法如下。小齿隙齿轮机构（10）在半球型孔（17）的最深部与槽（18a）的最深部的位置在周方向上产生偏移的状态下且在滚珠（24）接触于槽（18a）的一侧斜面的状态下组装，因此如果从动盘（18）被碟形弹簧（16）轴向挤压，则能够向主齿轮（15）和副齿轮（25）施加扭矩，从而能够减小齿隙。本发明结构简单、组装简便、并且仅以通过拧入螺母（14）来调节安装角度的方式就能够简便地调节施加在主齿轮（15）和副齿轮（25）的扭矩的大小。

Description

小齿隙齿轮机构和装置

技术领域

本发明涉及一种齿轮停止时自动减小齿轮与齿轮的齿面间齿隙的小齿隙齿轮（low back lash gear）机构和装置。

背景技术

要使一对齿轮协调运转则需要齿面间齿隙，在要求高精度的装置中，需要齿隙小的装置。例如，在用于要求重复定位精度的搬送装置的减速装置中该倾向尤为显著。如果齿隙大则在输出轴停止时，由于搬送物的惯性力的反作用力等原因，产生与当前为止输出轴转动的方向相反的转矩（torque）时，停止位置会稍微产生偏移，因此产生不能将工件正确并准确地停止在规定位置这一问题。因此，在停止时需要自动消除齿隙。另外，在重复马达的正转和反转驱动的情况下，需要能够应对马达的正转和反转的小齿隙齿轮机构、装置。

目前为止，开发了很多小齿隙齿轮机构、装置，作为其例，列举如下。

现有技术文献

专利文献1：特开2001-74126号公报

专利文献2：特开2007-198600号公报

专利文献3：特开平8-74972号公报

专利文献1中公开了如下的小齿隙齿轮机构：同轴上具有两个齿轮，对另一侧齿轮向转动方向施力的受扭螺旋弹簧通过调整构件和止动螺钉组装在一侧齿轮上。根据该结构，转动调整构件向受扭螺旋弹簧施加扭转力矩（ねじりモーメソト），在该状态下用止动螺钉固定，则能够容易调整受扭螺旋弹簧的反作用力的强弱。

专利文献2中公开了如下的小齿隙齿轮机构：同轴上具有两个齿轮，在一侧齿轮设有长孔，且以容纳于该孔的方式设有挤压机构，该挤压机构具有滚珠、弹性体以及调节单元，设置在另一侧齿轮的引导部插入于挤压机构，设置在该引导部的槽与挤压机构的滚珠接触，齿轮转动时从引导部经由滚珠向弹性体施加转动方向的力矩弹性体压缩，齿轮停止时通过将弹性体的反作用力施加于引导部使设有引导部的齿轮转动，由此减小齿隙。此外，通过设置在挤压机构的调节单元，能够事先调节施加于弹性体的压力。

专利文献3中公开了如下的小齿隙齿轮装置：组合驱动齿轮、与设置于各个轴的驱动齿轮相啮合的两个中立齿轮、与各中立齿轮同轴设置的被动齿轮、以及与被动齿轮相啮合的输出齿轮，在用于连结这些齿轮的设有中立齿轮和被动齿轮的轴的一侧，用扭力扳手等施加期望的扭矩（ねじりトルク），在该状态下由楔形夹持构件固定，使卡合于输出齿轮的齿轮产生相位差。根据该装置，通过对一侧轴施加扭矩使两个被动齿轮上产生相位差，压紧力向互相背离的方向作用，从而能够减小齿隙。

发明内容

发明要解决的课题

如专利文献1的小齿隙齿轮机构在受扭螺旋弹簧的特性上希望齿轮向卷入线圈的方向转动，因此不适用于重复正转和反转的情况。另外，受扭螺旋弹簧的扭转力矩由调整构件调节后被止动螺钉固定，因此组装起来较困难。

在如专利文献2的小齿隙齿轮机构中，通过调节单元来调节施加于弹性体的压力时，每次调节时都要将挤压机构从齿轮上拆下，并且调节后还不得不再次进行组装，因此非常不便。另外，齿轮的尺寸越小，则越需要使用显著小于该齿轮的挤压机构，因此操作变得越来越难。

在如专利文献3的小齿隙齿轮装置中，不得不在用扭力扳手等对一侧轴施加扭矩的状态下被楔形挟持构件固定，因此组装起来较困难。另外，根据根据该结构则存在扭矩调节困难的问题。

因此，本发明鉴于上述现有技术中存在的问题点，其目的在于提供一种能够应对马达正反转重复情况的、组装简单且扭矩调节简便的小齿隙齿轮机构和装置。

解决课题的方法

本发明通过以如下方式构成的第一方案小齿隙齿轮机构解决了上述课题，其具备：主齿轮，与轴连结；副齿轮，其可转动地设置在与主齿轮相同的轴上，并设有至少一个半球型孔；滚珠，其嵌合在所述半球型孔；从动盘，其与所述轴连结并可在轴向上移动，其设有可嵌合所述滚珠的大小的、周方向剖面V字形的槽；螺母，其拧入于所述轴；弹性体，其设置在所述螺母和所述从动盘之间。从所述轴的一端依次配置所述螺母、弹性体、从动盘、滚珠、副齿轮、主齿轮。在半球型孔的最深部与槽的最深部在转动方向上产生偏移使滚珠接触于槽的一侧斜面的状态下，从动盘被弹性体挤压，其中半球型孔嵌合副齿轮的滚珠。

另外，基于第一方案的第二方案小齿隙齿轮机构，优选具备用螺栓安装在副齿轮从动法兰，所述从动法兰具有：半球型孔，至少嵌合有一个滚珠；长孔，其用于插入所述螺栓且从正面看呈椭圆形。

另外，优选地，作为第三方案的小齿隙齿轮装置具备：设置在输入轴或输出轴的输入齿轮或输出齿轮；啮合于输入齿轮或输出齿轮并设置于输出轴或输入轴且具有两个齿轮的输出齿轮或输入齿轮，将所述输出齿轮或输入齿轮中的一个齿轮作为主齿轮，并且将另一个齿轮作为副齿轮，在输出齿轮或输入齿轮安装第一方案或第二方案的小齿隙齿轮机构。

另外，优选地，作为第四方案的小齿隙齿轮装置具备：设置在输入轴的输入齿轮；设置在输出轴的输出齿轮；设置在所述输入齿轮和输出齿轮之间的第一中间齿轮和第二中间齿轮，所述第一中间齿轮和第二中间齿轮具有与所述输入齿轮啮合的中间输出齿轮和与所述输出齿轮啮合的中间输入齿轮，将第一中间齿轮或第二中间齿轮的中间输入齿轮作为主齿轮或副齿轮，将中间输出齿轮作为副齿轮或主齿轮，在第一中间齿轮或第二中间齿轮安装第一方案或第二方案的小齿隙齿轮机构。

发明效果

根据本发明，在嵌合有副齿轮的滚珠的半球型孔的最深部与周方向剖面V字形的槽的最深部在转动方向上产生偏移使滚珠接触于该槽一侧斜面的状态下，从动盘被弹性体挤压。因此，通过弹性体的反作用力从动盘被挤压，由此滚珠向欲嵌入槽的方向移动，欲以消除半球型孔的最深部与槽最深部的位置偏移。因此，在从动盘和副齿轮产生相反转动方向的转矩，即，产生扭矩。该从动盘与轴连结，因此施加在从动盘的扭矩通过轴传至与轴连结的主齿轮，其结果，主齿轮和副齿轮被施加扭矩，主齿轮和副齿轮在相反方向上转动。由此，将主齿轮和副齿轮与其他齿轮啮合时，在其他齿轮的两侧齿面将接触主齿轮或副齿轮的任一齿轮，因此能够减小齿隙。

另外，从输出轴的一端依次配置螺母、弹性体、从动盘、滚珠、副齿轮、主齿轮。由于从动盘是能够以如下方式组装的简单结构，即：在嵌合有副齿轮的滚珠的半球型的孔的最深部与剖面V字形的槽的最深部在转动方向上产生偏移使滚珠接触于槽的一侧斜面的状态下，从动盘被弹性体挤压，因此能够简便地组装。

另外，根据拧入于输出轴的螺母的拧入角度，能够调节弹性体的反作用力，即挤压从动盘的力，因此，能够容易进行扭矩大小的调节。

另外，如第二方案那样，若具备用螺栓安装在副齿轮的从动法兰，所述从动法具有用于嵌合滚珠的半球型孔和用于螺栓且从正面看呈椭圆形的长孔，就能够在长孔的范围内变更螺栓的安装位置且调整从动法兰向副齿轮的安装角度，因此，其结果，能够调整半球型孔的周方向的位置，能简便地调整半球型孔的最深部与剖面V字形槽的最深部的偏移状态。

并且，优选地，如第三方案那样，小齿隙齿轮装置具备：设置于输入轴的输入齿轮；啮合于输入齿轮并设置在输出轴且具有两个齿轮的输出齿轮，其中将输出齿轮中的一个齿轮作为主齿轮，将另一个齿轮作为副齿轮，在输出齿轮安装第一方案或第二方案的小齿隙齿轮机构。此时，在右转动时或左转动时的任一情况下，输入齿轮转动时的转矩都会以施加于主齿轮或副齿轮的扭矩的反方向作用。具体而言，从输入齿轮向主齿轮施加转矩时，由于主齿轮与输出轴连结，因此来自输入齿轮的转矩立刻传至输出轴。此时，输入齿轮和输出齿轮以组装时的状态，即以齿隙小的状态转动，即使该转动停止，也处于齿隙小的状态。一方面，从输入齿轮向副齿轮施加转矩时，由于副齿轮以可转动的方式设置于输出轴，因此来自输入齿轮的转矩不会立刻传至输出轴。从而，当来自输入轴的转矩大于施加在副齿轮的扭矩大小时，在副齿轮上作用扭矩反方向的力，会施加滚珠欲离开槽的方向的力，换言之，会施加使半球型孔的最深部与剖面V字形的槽的最深部进一步偏移的方向的力。从而，以与滚珠欲离开剖面V字形的槽而移动的量相应地对从动盘施加轴向的力。并且，该从动盘可轴向移动，因此从动盘轴向移动，以相当于移动的量压缩接触于从动盘的弹性体。在输入齿轮停止时，由于弹性体的反作用力从动盘被轴向推回，因此滚珠向欲嵌入剖面V字形的槽的向、即向消除半球型孔的最深部与剖面V字形的槽的最深部的位置偏移的方向移动，使主齿轮和副齿轮上产生扭矩，因此，自动恢复到组装时的状态、即齿隙小的状态。在此，当与输出轴连结的主齿轮向减小齿隙的方向转动时，输出轴也进行转动。因此，马达停止后，在减小齿隙的过程中输出轴会稍微转动。此外，不是主齿轮而是副齿轮向减小齿隙的方向转动时，由于副齿轮可转动地设置在输出轴上，因此输出轴不会转动。此外，在输入轴与马达直接连结的情况下，输入轴以马达停止时通过伺服锁定（servo lock）而不被转动的方式固定，因此当马达停止时，即使主齿轮或副齿轮由扭矩向减小齿隙的方向转动，也不会通过输入齿轮使输入轴转动。

另外，作为第三方案的另一方案小齿隙齿轮装置也可以是如下结构：具备设置于输出轴的输出齿轮、啮合于输出齿轮的输入轴并设置于输入齿轮且具有两个齿轮，其中，将输入齿轮中的一个齿轮作为主齿轮，将另一个齿轮作为副齿轮，在输入齿轮安装第一方案或第二方案的小齿隙齿轮机构。此时的基本运转原理与在输出轴上的输出齿轮安装小齿隙齿轮机构的情况相同。此外，在输入轴直接连结于马达的情况下，输入轴以马达停止时通过马达伺服锁定而不被转动的方式固定，因此在减小齿隙的过程中，有时与输入轴连结的主齿轮不向减小齿隙的方向转动。此时，通过扭矩副齿轮转动，直至输出齿轮的齿面与主齿轮接触为止使输出齿轮转动减小齿隙。从而，输出轴会稍微转动。

另外，如果项第四方案那样具备：设置在输入轴的输入齿轮；设置在输出轴的输出齿轮；设置在所述输入齿轮和输出齿轮之间的第一中间齿轮和第二中间齿轮，所述第一中间齿轮和第二中间齿轮具有与所述输入齿轮啮合的中间输出齿轮和与所述输出齿轮啮合的中间输入齿轮，并且将第一中间齿轮或第二中间齿轮的中间输入齿轮作为主齿轮或副齿轮，将中间输出齿轮作为副齿轮或主齿轮，在第一中间齿轮或第二中间齿轮安装第一方案或第二方案的小齿隙齿轮机构，就能够在双齿轮（2段）上也能够适用本发明的小齿隙齿轮机构。

另外，与第三方案相同地，随着减小齿隙时转动主齿轮或副齿轮中的那一个而在马达停止之后输出轴有时会稍微转动。

附图说明

图1是本发明第一实施方案的小齿隙齿轮机构的主视图。

图2是图1的主要部分的周方向剖面图。

图3是将本发明第二实施方案安装在单齿轮状态下的停止（组装）时的主视图。

图4是图3停止（组装）时的主要部分放大横向剖面图。

图5是图3的转动时的主要部分放大横向剖面图。

图6是将本发明第3实施方案安装在双齿轮状态下的停止（组装）时的主视图。

图7是图6的一定方向转动时的主视图。

图8（a）是利用本发明的减速装置的主视图，（b）是（a）的主要部分侧剖面图。

图9是沿图89-9线的横向剖面图。

附图标记说明

10小齿隙齿轮机构

10a小齿隙齿轮机构（输出齿轮）

10b小齿隙齿轮机构（第二中间齿轮）

12、12b轴

12a输出轴（段落0028、0029中为输入轴）

14、14a、14b螺母

15、15a、15b主齿轮（中间输入齿轮）

16、16a、16b弹性体

17半球型孔（设置于副齿轮）

18从动盘

18a周方向剖面V字形的槽

24滚珠

25、25a、25b副齿轮（中间输出齿轮）

26螺栓

28从动法兰

28a半球型孔（设置于从动法兰）

28b从正面看呈椭圆形的长孔

30第一中间齿轮

35中间输出齿轮

45中间输入齿轮

52a、52b输入轴（段落0028、0029中为输出轴）

55a、55b输入齿轮（段落0028、0029中为输出齿轮）

62输出轴

65输出齿轮

100、200小齿隙齿轮装置

具体实施方案

以下，参照附图1-9对本发明的实施方案进行说明。但是，本发明不限于该实施方案。此外，简便起见，夸张表示齿隙。

图1的小齿隙齿轮机构10具备：主齿轮15，其与轴12连结；副齿轮25，其可转动地设置于轴12，并设有一个半球型孔17；滚珠24，其嵌合在半球型孔17上；从动盘18，其与轴12连结并可在轴向上移动，且设有可嵌合滚珠24大小的槽18a，槽18a周方向剖面V字形；螺母14，拧入于轴12；碟形弹簧16，其为设置在螺母14和从动盘18之间的弹性体。此外，如果半球型孔17能够保持滚珠24，则也可以是凹槽形状等半球型以外的形状。另外，槽18a只要周方向剖面呈V字形即可，页能够使用滚子来替代滚珠24。

如图2所示，轴12和从动盘18通过键部18b键式（key）紧固（締結）而连结。因此，与轴12连结的主齿轮15和从动盘18会向同一方向转动。另外，半球型孔17的最深部与槽18a的最深部的位置在周方向上产生偏移，因此滚珠24在接触于槽18a一侧斜面的状态下被组装。此时，如果从动盘18被碟形弹簧16轴向挤压，则滚珠24向欲嵌入槽18a的方向移动，因此从动盘18欲向左转动方向转动，而副齿轮25欲向右转动方向转动。其结果，从动盘18的左转动方向的转矩通过轴12传至主齿轮15，因此能够对主齿轮15和副齿轮25施加相反方向的转矩，即，能够施加扭矩。在产生扭矩的半球型孔17的最深部和槽18a的最深部的位置关系中，如图1所示，通过将主齿轮15和副齿轮25与其他齿轮55啮合，使主齿轮15、副齿轮25中的任一个齿轮压紧于其他齿轮55的齿面56、57，从而能够减小齿隙。另外，通过主齿轮15或副齿轮25与其他齿轮55的齿面56或57接触，主齿轮15即从动盘18和副齿轮25的位置被固定，滚珠24不能再向欲嵌入槽18a的方向移动，因此，稳定在如图2所示的状态。此外，图2中，当半球型孔17的最深部与槽18a的最深部的位置偏移较小、且滚珠24接触于槽18a的两侧斜面时，即使由碟形弹簧16挤压从动盘18也不会产生扭矩，因此组装（停止）时，需要使其处于如图2所示的状态。另外，在图2中，使半球型孔17的最深部位于左侧，使槽18a的最深部位于右侧，但是以相反方式设置时，施加反向扭矩也是理所当然的。另外，根据螺母14拧入于轴12的情况变更螺母14的紧固角度，由此能够调节碟形弹簧16挤压从动盘18的力，因此能够简便地调节扭矩的大小。因此，能容易实现与小齿隙齿轮机构10的使用用途或环境相适应的扭矩。此外，半球型孔17和槽18a的设置位置与轴12的距离越近力矩就越小，越远力矩就越大，这由力学法显而易见。

其次，图3是使用小齿隙齿轮机构10a的单级小齿隙齿轮装置100的停止（组装）时的主视图。小齿隙齿轮装置100中，设置在与未图示马达连结的输入轴52a的输入齿轮55a与设置在输出轴12a的小齿隙齿轮机构10a的主齿轮15a、和副齿轮25a相啮合。此外，也可以相反方式设置输入轴52a和输出轴12a，即，能在输入轴52a上设置小齿隙齿轮机构10a，由于结构基本相同，因此省略其说明。

副齿轮25a具备从动法兰28，从动法兰（driven flange）28具备：半球型孔28a，其用于嵌合滚珠24；长孔28b，其用于插入螺栓26且主视呈椭圆形。这样，通过夹入从动法兰28，在长孔28b的范围内变更螺栓26拧入于副齿轮25a的安装位置，并调整从动法兰28向副齿轮25a的组装角度，由此能够错开半球型孔28a的位置。另一方面，如图4所示，从动法兰28通过螺栓26安装在副齿轮25a之后，从动盘18通过键部18b与输出轴12a键式紧固。因此，设置于从动盘18的槽18a的位置是固定的。从而，通过调整从动法兰28的组装位置并调整半球型孔28a的位置来能够简便地调整半球型孔28a的最深部与剖面V字形槽18a的最深部的位置偏移情况。另外，用螺母14a压紧多个螺旋弹簧16a，由此小齿隙齿轮机构10a挤压从动盘18。这样，作为弹性体可适用诸如碟形弹簧、螺旋弹簧的弹簧类，另外，根据情况还可适用橡胶等弹性体。

图4、5是小齿隙齿轮装置100停止（组装）时和转动时的小齿隙齿轮机构10a的主要部分放大剖面图。此外，为了易于说明，没有使用剖面线。小齿隙齿轮装置100停止（组装）时，如图4所示，螺母14a拧入于输出轴12a而压紧螺旋弹簧16a，因此从动盘18被螺旋弹簧16a挤压。从而，嵌合在半球型孔28a的滚珠24欲向欲嵌入于槽18a的方向移动，因此，通过由键部18b键式紧固于从动盘18的输出轴12a，在主齿轮15a产生箭头A所示的左转动方向的转矩，另外，在副齿轮25a产生箭头B所示的右转动方向的转矩。并且，如图3所示，主齿轮15a接触于输入齿轮55a的齿面56a，副齿轮25a接触于输入齿轮55a的齿面57a，由此图4的滚珠24不能再向欲嵌入于槽18a的方向移动，因此小齿隙齿轮装置100停止（组装）时，如图4所示，呈半球型孔28a的最深部与槽18a的最深部的位置在周方向产生偏移的状态。即，通过扭矩，主齿轮15a向输入齿轮55a的齿面56a压紧，副齿轮25a向输入齿轮55a的齿面57a压紧，因此齿隙变小。此外，当半球型孔28a的最深部与槽18a的最深部的位置产生较小偏移且滚珠24接触于槽18a两侧的斜面时，即使通过螺旋弹簧16a挤压从动盘18也不会产生扭矩，因此停止（组装）时不是图4所示的状态，就无法得到小齿隙功能。

如图3所示，即使小齿隙齿轮装置100的输入齿轮55a向左右任一方向转动，都会施加与施加在主齿轮15a或副齿轮25a的扭矩相反方向的转矩。具体而言，当输入齿轮55a左转动而向主齿轮15a施加转矩时，由于主齿轮15a与输出轴12a相连结，因此来自输入齿轮55a的转矩立刻传至输出轴12a。此时，输入齿轮55a和输出齿轮10a，即使以如图4所示组装时的状态即以齿隙较小的状态转动、停止其转动，也会依旧处于齿较小的状态。另外，输入齿轮55a右转动而向副齿轮25a施加转矩时，由于副齿轮25a可转动地设置于输出轴12a上，因此来自输入齿轮55a的转矩不会立刻传至输出轴12a，当来自输入轴52a的转矩大于施加在副齿轮25a的扭矩大小时，副齿轮25a开始向扭矩的相反方向转动。此时的小齿隙齿轮装置100转动时的小齿隙齿轮机构10a的主要部分，如图5所示，向与产生扭矩的方向相反的、向滚珠24欲从槽18a离开的方向移动，从动盘18以与其移动距离大小相应的程度被轴向挤压移动，压缩螺旋弹簧16a。此时，直至滚珠24欲从槽18a离开的力和螺旋弹簧16a的反作用力通过从输入齿轮55a传递的转矩达到平衡为止，或直至主齿轮15a和副齿轮25a的位置偏移消除、输入齿轮55a的齿面57a和主齿轮15a以及副齿轮25a相接触、且半球型孔28a的最深部与槽18a的最深部的位置不再产生偏移为止，滚珠24向欲从槽18a离开的方向移动。并且，在输入齿轮55a转动停止时，通过被压缩的螺旋弹簧16a的反作用力自动恢复成图4的状态，即齿隙小的状态。此外，转动时滚珠24若完全从槽18a离开，即使施加弹性体的反作用力也不会产生扭矩，因此需要设定转动时滚珠24不会完全从槽18a离开程度的、弹性体的反作用力的强度、或设定半球型孔28a的最深部与槽18a的最深部的位置偏移程度。

其次，对小齿隙齿轮装置100的运转进行详细说明。例如，图3的小齿隙齿轮装置100的输入轴52a进行左转动时，转矩从输入齿轮55a的齿面56a传至主齿轮15a，主齿轮15a和连结于主齿轮15a的输出轴12a开始右转动。即，来自输入轴52a的转矩立刻传至输出轴12a。另外，此时，与输出轴12a键式紧固的从动盘18、拧入于输出轴12a的螺母14a、设置在螺母14a和从动盘18之间的螺旋弹簧16a均同样地开始右转动。另一方面，来自输入齿轮55a的转矩不会传向副齿轮25a。此时，从输入齿轮55a向主齿轮15a施加右转动方向的转矩，另外，在副齿轮25a施加右转动方向的扭矩，因此无需压缩碟形弹簧16a，主齿轮15a和副齿轮25a以从动的方式右转动。因此，转动时，不会变成如图5所示的状态，而是以如图4所示的状态，即以齿隙小的状态转矩从输入轴52a传向输出轴12a。因此，即使输入轴52a停止转动，由于仍旧处于如图4所示的齿隙小的状态，因此停止之后输出轴12a不会发生转动。

另外，图3的输入轴52a进行右转动时，转矩从输入齿轮55a的齿面57a传至副齿轮25a。副齿轮25a可转动地设置于输出轴12a，因此转矩不会立刻传向输出轴12a，当来自输入轴52a的转矩大于施加于副齿轮25a的扭矩大小时，副齿轮25a开始向扭矩的相反方向左转动。此时，转矩也传至安装在副齿轮25a的从动法兰28和设置在从动法兰28的半球型孔28a的滚珠24，并开始向副齿轮25a的相同方向转动。因此，直至施加于滚珠24的转矩和螺旋弹簧16a的反作用力平衡为止，或输入齿轮55a的齿面57a接触于主齿轮15a为止，滚珠24向欲从槽18a离开的方向移动，形成如图5所示的滚珠24和槽18a的位置关系，并且转矩从滚珠24传至从动盘18，其结果，转矩能向输出轴12a传递。由该状态输入轴52a停止时，滚珠24通过螺旋弹簧16a的反作用力向欲嵌入槽18a的方向移动，产生扭矩。从而，副齿轮25a右转动，主齿轮15a左转动，因此随着主齿轮15a的左转动输出轴12a稍微左转动，同时与副齿轮25a接触的输入齿轮55a稍微左转动。并且，如图3所示，在主齿轮15a与输入齿轮55a的齿面56a接触、副齿轮25a与输入齿轮55a的齿面57a接触的位置上停止。在此，输入轴52a与未图示的马达直接连结，当该马达以通过伺服锁定而不被转动的方式固定时，由于输入轴52a以通过马达伺服锁定（servo lock）而不被转动的方式固定，因此输入齿轮55a和与其接触的副齿轮25a不会因扭矩而转动，只有主齿轮15a左转动而减小齿隙。主齿轮15a与输出轴12a连结，因此，与主齿轮15a连结的输出轴12a也与主齿轮15a转动的程度相应地稍微进行转动。

其次，对输入轴上设置小齿隙齿轮机构10a时的工作、与上述输出轴上设置小齿隙齿轮机构10a的情况不同之处，以下，在该段落中，将图3的输入轴52a作为输出轴52a，将输入齿轮55a作为输出齿轮55a，将输出轴12a作为输入轴12a的情况进行说明。

输入轴12a左转动时，转矩从主齿轮15a传向输出齿轮55a的齿面56a，输出齿轮55a和输出轴52a开始右转动。即，来自输入轴12a的转矩立刻传至输出轴52a。此时，来自输入轴12a的转矩与施加于主齿轮15a的扭矩方向相同，因此，不会变成如图5所示的状态，以如图4所示的状态，即以齿隙小的状态从输入轴12a向输出轴52a传递转矩。因此，即使输入轴12a的转动停止，也仍旧处于如图4所示的齿隙小的状态，因此停止之后输出轴52a不会转动。

同时，当输入轴12a右转动时，由于主齿轮15a和输出齿轮55a的齿面57a之间存在微小间隙，因此如果主齿轮15a开始右转动，则从动盘18和槽18a也同样地进行右转动，直至施加于槽18a的转矩和螺旋弹簧16a的反作用力平衡为止、或直至主齿轮15a接触于输出齿轮55a的齿面57a为止，滚珠24向欲离开槽18a的方向移动，形成如图5所示的滚珠24和槽18a的位置关系，通过滚珠24和半球型孔28a从槽18a向从动法兰28传递转矩，其结果，从主齿轮15a或副齿轮25a向输出齿轮55a和输出轴52a传递转矩。

并且，当输入轴12a停止时，因螺旋弹簧16a的反作用力，滚珠24向欲嵌入槽18a的方向移动，产生扭矩。从而，主齿轮15a左转动，副齿轮25a右转动，因此随着主齿轮15a的左转动输入轴12a稍微左转动，同时，与副齿轮25a接触的输出齿轮55a稍微左转动。并且，如图3所示，在主齿轮15a与输出齿轮55a的齿面56a接触、副齿轮25a与输出齿轮55a的齿面57a接触的位置停止。在此，输入轴12a与未图示的马达直接连结，当该马达以通过伺服锁定而不被转动的方式固定时，与输入轴12a连结的主齿轮15a无法向减小齿隙的方向转动。因此，通过扭矩副齿轮25a以与输出齿轮55a的齿面57a接触的状态右转动，直至输出齿轮55a的齿面56a接触于主齿轮15a为止转动输出齿轮55a，所以输出轴52a稍微进行转动。

其次，图6是使用了小齿隙齿轮机构10b的双级（2段）小齿隙齿轮装置200的停止（组装）时的主视图。小齿隙齿轮装置200具备：输入齿轮55b，其设置在与未图示的马达连结的输入轴52b；输出齿轮65，其设置在输出轴62；设置在输入齿轮55b和输出齿轮65之间的、第一中间齿轮30和作为第二中间齿轮的小齿隙齿轮机构10b。第一中间齿轮30具有第一中间输出齿轮35和第一中间输入齿轮45，另外，小齿隙齿轮机构10b具有轴12b上的作为第二中间输出齿轮的副齿轮25b、和作为第二中间输入齿轮的主齿轮15b。此外，优选地，第一中间输出齿轮35和副齿轮25b的齿数相同，以及第一中间输入齿轮45和主齿轮15b的齿数相同，副齿轮25b、主齿轮15b与第一中间输出齿轮35、第一中间输入齿轮45相比齿宽更窄。另外，在滚珠24嵌合于半球型孔28a、半球型孔28a的最深部与周方向剖面V字形槽18a的最深部的位置产生偏移使滚珠24接触于槽18a的一侧斜面的状态下，从动盘18被弹性体的碟形弹簧16b挤压。如小齿隙齿轮机构10b，也可以设置多个设置于从动法兰28的半球型孔28a和与其嵌合的滚珠24以及周方向剖面V字形的槽18a、还有螺栓26和长孔28b。该小齿隙齿轮机构10b也与小齿隙齿轮机构10、10a一样在副齿轮25b和主齿轮15b产生作为相反方向转矩的扭矩。因此，小齿隙齿轮装置200停止（组装）时，如图6所示，输入齿轮55b的齿面56b与第一中间输出齿轮35接触，输入齿轮55b的齿面57b与副齿轮25b接触，输出齿轮65的齿面66与主齿轮15b接触，输出齿轮65的齿面67与第一中间输入齿轮45接触，由此，输入齿轮55b两侧的齿面56b、57b和输出齿轮65两侧的齿面66、67与第一中间齿轮30的第一中间输出齿轮35、第一中间输入齿轮45、小齿隙齿轮机构10b的主齿轮15b、或副齿轮25b中的任一个齿轮接触，因此呈齿隙小的状态。

在此，对小齿隙齿轮装置200的运转进行具体说明。图6的小齿隙齿轮装置200的输入轴52b左转动时，转矩从输入齿轮55b的齿面56b传向第一中间输出齿轮35，第一中间输出齿轮35和设在同轴上的第一中间输入齿轮45开始右转动。并且，第一中间输入齿轮45的转矩通过输出齿轮65的齿面67传至输出齿轮65，输出齿轮65和输出轴62左转动。即，输入轴52b左转动时转矩立刻传至输出轴62。此外，传至输出齿轮65的转矩作为右转动方向的转矩从输出齿轮65的齿面66传向主齿轮15b，而对副齿轮25b施加右转动方向的扭矩，另外，输入齿轮55b进行左转动，因此无需压缩碟形弹簧16b，可使主齿轮15b和副齿轮25b以从动方式右转动。即，在齿隙小的状态下转动，因此即使从该状态输入轴52b停止，也保持齿隙小的状态。

一方面，图6的输入轴52b右转动时，随着输入齿轮55b的右转动，转矩从输入齿轮的齿面57b传向副齿轮25b。通过已传至副齿轮25b的转矩，如图5所示，滚珠24向欲从槽18a离开的方向移动，通过从动盘18来压缩碟形弹簧16b（在图5中为螺旋弹簧16a）。并且，如图7所示，输入齿轮55b的齿面57b与第一中间输出齿轮35接触，输入齿轮55b也开始向第一中间输出齿轮35传递转矩。由此，来自输入齿轮55b的转矩通过第一中间齿轮30和小齿隙齿轮10b传至输出齿轮65。此外，在输入齿轮55b的齿面57b与第一中间输出齿轮35接触之前，从输入齿轮55b向副齿轮25b施加的转矩和碟形弹簧16b的反作用力平衡时，从主齿轮15b向输出齿轮65传递转矩。即，在任何情况下，以小齿隙齿轮机构10b的碟形弹簧16b被压缩的状态从输入轴52b向输出轴62传递转矩。因此，输入轴52b停止时，通过被压缩的碟形弹簧16b的反作用力，向小齿隙齿轮机构10b施加扭矩。此时，在副齿轮25b施加右转动方向的转矩，通过输入齿轮55b的齿面57b使输入齿轮55b左转动。此外，输入轴52b与马达直接连结时，输入轴52b以通过马达伺服锁定而不被转动的方式固定，因此副齿轮25b和与其接触的输入齿轮55b不会转动。一方面，通过施加于主齿轮15b的左转动方向的转矩使输出齿轮65右转动，该转矩从输出齿轮65的齿面67传向第一中间输入齿轮45，第一中间输入齿轮45进行左转动。并且，同轴上的第一中间输出齿轮35也进行左转动，并与输入齿轮55b的齿面56b接触，此时，小齿隙齿轮装置200完全停止。由此，小齿隙齿轮装置200自动恢复到成图6所示的状态，即齿隙小的状态。

图8（a）表示安装了该小齿隙齿轮机构10b的减速装置300。如图8（b）所示，上下并列设置第一中间齿轮30和作为第二中间齿轮的小齿隙齿轮机构10b，副齿轮25b和中间输出齿轮35的一部分轴向重叠配置，由此能够减小减速装置300的高度和轴向尺寸。

如图9所示，马达M与直交齿轮50连结，在直交齿轮50的输入轴52c上设有平行齿轮55c。平行齿轮55c与小齿隙齿轮机构10b的副齿轮25b啮合，在小齿隙齿轮机构10b的轴12b上设有主齿轮15b，主齿轮15b与输出齿轮65啮合。以这种方式，将小齿隙齿轮机构10b安装在减速装置300，从而能够实现齿隙小的减速装置。另外，将输出齿轮65作为齿条（rack），还能够实现齿隙小的齿轮齿条副。即，如果是啮合于平行齿轮的齿轮，则能够适用本发明的小齿隙齿轮机构。

如上述说明，根据本发明的小齿隙齿轮机构，无论处于马达正反转的任一情况，都能够减小齿隙。另外，由于结构简单能够简便地组装，并且仅以通过拧入螺母来调节安装角度方式就能简便地调节施加于主齿轮和副齿轮的转矩的大小。

Claims (4)

1.一种小齿隙齿轮机构，其特征在于，具备：主齿轮，与轴连结；副齿轮，其可转动地设置在与主齿轮相同的轴上，并设有至少一个半球型孔；滚珠，其嵌合在所述半球型孔；从动盘，其与所述轴连结并可在轴向上移动，其设有可嵌合所述滚珠的大小的、周方向剖面V字形的槽；螺母，其拧入于所述轴；弹性体，其设置在所述螺母和所述从动盘之间，

从所述轴的一端依次配置所述螺母、弹性体、从动盘、滚珠、副齿轮、主齿轮，

在所述半球型孔的最深部与所述槽的最深部在转动方向上产生偏移使所述滚珠接触于所述槽的一侧斜面的状态下，所述从动盘被所述弹性体挤压，其中所述半球型孔嵌合所述副齿轮的所述滚珠。

2.权利要求1所述的小齿隙齿轮机构，其具备用螺栓安装在所述副齿轮的从动法兰，所述从动法兰具有：半球型孔，至少嵌合有一个所述滚珠；长孔，其用于插入所述螺栓且从正面看呈椭圆形。

3.一种小齿隙齿轮装置，其具备：设置在输入轴或输出轴的输入齿轮或输出齿轮；啮合于该输入齿轮或输出齿轮并设置于输出轴或输入轴且具有两个齿轮的输出齿轮或输入齿轮，

将所述输出齿轮或输入齿轮中的一个齿轮作为所述主齿轮，并且将另一个齿轮作为所述副齿轮，在该输出齿轮或输入齿轮安装权利要求1或2所述的小齿隙齿轮机构。

4.一种小齿隙齿轮装置，其具备：设置在输入轴的输入齿轮；设置在输出轴的输出齿轮；设置在所述输入齿轮和输出齿轮之间的第一中间齿轮和第二中间齿轮，所述第一中间齿轮和第二中间齿轮具有与所述输入齿轮啮合的中间输出齿轮和与所述输出齿轮啮合的中间输入齿轮，

将所述第一中间齿轮或第二中间齿轮的所述中间输入齿轮作为所述主齿轮或副齿轮，将所述中间输出齿轮作为所述副齿轮或主齿轮，在该第一中间齿轮或第二中间齿轮安装权利要求1或2所述的小齿隙齿轮机构。

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