JPH0874972A - バックラッシュレス装置 - Google Patents

バックラッシュレス装置

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JPH0874972A
JPH0874972A JP24668994A JP24668994A JPH0874972A JP H0874972 A JPH0874972 A JP H0874972A JP 24668994 A JP24668994 A JP 24668994A JP 24668994 A JP24668994 A JP 24668994A JP H0874972 A JPH0874972 A JP H0874972A
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JP
Japan
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gear
gears
neutral
shaft
backlashless
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JP24668994A
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English (en)
Inventor
Hideomi Toyotake
秀臣 豊武
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SIGMA ENG KK
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SIGMA ENG KK
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Abstract

(57)【要約】 【目 的】 原動機の回転力をギヤにより伝達するバッ
クラッシュレス装置において、複数の歯車を組合わせ、
これらの歯車を連結する軸にねじり力を与えることによ
り、種々の機器あるいはラックに係合する歯車に位相差
を発生させ、バックラッシュをゼロにすること。 【構 成】 原動機の回転力を駆動ギヤ、中立ギヤおよ
び被動ギヤにより伝達する。上記中立ギヤと被動ギヤを
支持する軸と中立ギヤとの間に、互いにテーパで当接す
る内輪と外輪およびこれらの内外輪を締付けるための締
付ボルトからなる締付部材を介装し、上記軸にねじり力
を付加した状態で、上記締結ボルトを締め付ける。上記
回転力をラックあるいはウォームギヤ、内歯歯車、外歯
歯車等の種々のギヤに伝達することにより、駆動装置あ
るいは変速装置として利用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ノンバックラッシュの
歯車伝動装置に関するもので、特に自動組立加工ライン
等における被加工物の搬送装置に適しており、該搬送装
置に用いられるラックギヤにおいてバックラッシュのな
い歯車駆動装置、あるいは歯車駆動によるバックラッシ
ュのない変速装置に係わるものである。
【0002】
【従来の技術】近年の生産技術の進歩は目覚しく,それ
にともない高度な搬送技術・位置決め制御技術が要求さ
れている。ところが、この種の技術においては、被加工
物を移動させる際、大半が歯車を介在して行われてい
る。しかしながら、この歯車には、熱影響による膨張・
収縮あるいは負荷時の歯車・軸等の撓みを吸収するため
に、必ずバックラッシュを設ける必要がある。このバッ
クラッシュがあって、歯車としての機能を発揮できるの
である。しかし、このバックラッシュのために位置決め
精度が著しく悪化するとともに振動・騒音の原因にもな
っている。
【0003】これに対し、特開平2−304243号公
報に記載の歯車が提案されている。この歯車は、図10
に示すように、歯20が弾性のある材料で形成され、且
つ各歯20に歯厚を等分する半径方向の平面を含み歯2
0の先端21から少なくともピッチ円22に至る溝23
を設けたものである。そして、この歯車を噛み合わせる
際、バックラッシュを設けず、むしろ歯面に負荷をか
け、歯20が弾性変形するくらいにして噛み合わせるよ
うにしたものである。しかし、この場合溝形成のための
加工および繰り返し荷重によるクリープ強度等に問題が
ある。
【0004】この他、図示しないが実開平2−1343
51号公報または実開平3−158号公報に記載されて
いるようなバックラッシュレス歯車が提案されている。
これらの歯車は、いずれも一個の歯車を縦割りに2分割
して主歯車と副歯車とし、この主・副歯車を弾性部材を
介して位相をずらせ係合するようにしたものである。し
かし、この場合製作加工精度が要求されるとともに軽荷
重には適するが、重荷重には不適であるという問題が残
る。
【0005】そこで、本発明者は、実願平5−3222
8号により、モータ等の原動機の回転力をギヤにより伝
達する駆動装置において、該原動機に直結あるいは減速
機を介して連結した駆動ギヤに複数の中立ギヤを噛み合
わせ、該中立ギヤと同軸上にそれぞれ被動ギヤを軸支す
るとともに、この軸に螺旋状のスプラインを刻設したバ
ックラッシュレス装置を提供した。この考案は、複数の
歯車を組み合わせ、これらの歯車を連結する軸にねじり
力を与えることにより、ラックギヤに係合する歯車に位
相差を発生させ、バックラッシュを無くさせようとした
ものである。
【0006】
【発明が解決しょうとする課題】ところが、上記のよう
な構成の場合、複数の歯車を連結する軸に与えるねじり
力を適切に与えることが難しく、また、その調整も難し
かった。ねじり力が強すぎると歯車の摩耗を早め、しか
もスムーズな動きが阻害される。また、逆に弱すぎると
バックラッシュが生じ、騒音・振動発生の原因となる。
【0007】
【目的】本発明は、上記種々の欠点を解消すべくなされ
たもので、複数の歯車を組み合わせ、これらの歯車を組
み合わせ、これらの歯車を連結する軸にトルクレンチ等
で所望のねじり力を与え、その状態でクサビ状挟持部材
により固着し、ラックギヤに係合する歯車に位相差を発
生させ、バックラッシュを無くしようとしたものであ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】 モータ等の原動機の回転力をギヤにより伝達する駆動
装置である。 モータ等の原動機に直結あるいは、減速機を介して連
結した駆動ギヤに複数の中立ギヤを噛合する。 上記中立ギヤと該中立ギヤを支持する軸との間に、互
いにテーパで当接する内輪と外輪およびこれら内外輪を
締付けるための締付けボルトからなる締付部材を介装す
る。 本発明によるバックラッシュレス装置の基本的な要件は
上記〜により構成されるものであり、上記被動ギヤ
をラック等の歯竿に噛み合わせれば駆動装置として適用
される。また、通常の内歯歯車や外歯歯車に噛み合わせ
れば変速装置として適用される。
【0009】
【作用】モータ等の原動機を動作すると、その回転力
は、駆動ギヤから中立ギヤそれから被動ギヤへと伝達さ
れる。この被動ギヤが所望のギヤに噛合しており、種々
の機器を作動あるいはラック上を滑動することになる。
上記の種々の機器あるいはラックに被動ギヤを噛合させ
る際に、締結部材の締付ボルトをゆるめ中立ギヤと該中
立ギヤを支持する軸との締付力を解き、被動ギヤを種々
の機器あるいは、ラックに噛合させる。従って、この時
中立ギヤと該中立ギヤの支持軸とは違いにフリーであ
る。この状態で、中立ギヤをトルクレンチ等で回動し、
締結部材の締付ボルトを締付ける。そうすると、上記中
立ギヤの回動力により中立ギヤと被動ギヤとを支持する
軸に、ねじり力が付加されることになる。そのため、両
被動ギヤにより種々の機器あるいはラックのギヤに対
し、締付力あるいは斥力が作用することになり、被動ギ
ヤと種々の機器あるいはラックのギヤとの間にはバック
ラッシュが解消されることになる。このバックラッシュ
レス装置をラック等の歯竿に噛み合わせれば駆動装置と
して利用され、内歯歯車、外歯歯車あるいはウォームギ
ヤに噛み合わせることにより変速装置として利用しう
る。
【0010】
【実施例】本発明による実施例を図面により説明する。
図1は本考案による駆動装置の一実施例を示す平面図、
図2は図1の斜視図、図3は締結部材を示す要部拡大断
面図、図4および図5は工具により軸にねじりを付加す
る状態を示す正面図、図6は図1の左側方より見た図で
被動ギヤとの噛合状態を示す概要図、図7はウォームギ
ヤとの噛み合い状態を示す平面図、図8はかさ歯車に適
用した実施例を示す概略平面図、図9は図8中IX−I
X線における概略平面図、図10は従来技術のバックラ
ッシュレスギヤの噛合状態を示す概略図である。なお、
本実施例では、理解しやすくするために本発明によるバ
ックラッシュレス装置をラックギヤ等の歯竿に適用した
場合について説明する。
【0011】図1および図2において、1は本発明によ
るバックラッシュレス装置で、該バックラッシュレス装
置1は、電動モータ・油圧モータ・エアモータ等の原動
機2、駆動ギヤ3、中立ギヤ4および被動ギヤ5の主要
部品他で構成されている。原動機2と駆動ギヤ3とは、
直結あるいは減速機を介して継手6により連結されてい
る。駆動ギヤ3の両側には、中立ギヤ4,4′が噛合さ
れており、これら中立ギヤ4,4′は駆動ギヤ3の回動
により同一方向に回転する。そして、この中立ギヤ4,
4′はそれぞれ軸7,7′に支持されており、該軸7,
7′上には中立ギヤ4,4′の反対側にそれぞれ被動ギ
ヤ5、5′が軸支されている。被動ギヤ5、5′は、ラ
ック8に噛合されている。
【0012】上記中立ギヤ4と該中立ギヤ4を支持して
いる軸7との間には、締結部材9が介装されている。締
結部材9は、図3に示すように内輪91と外輪92およ
びこれら内外輪91,92を締付けるための締付ボルト
93から成っている。同図に示すように内輪91の外側
面には右下りのテーパ94が、外輪92の内側面には左
上りのテーパ95が、それぞれ対向して形成されてい
る。締付ボルト93は、内輪91と外輪92を互いに引
寄せるためのもので、該締付ボルト93を締付けること
により、上記テーパ94,95の影響で、図3中矢印で
示すように内輪91は軸7の方へ押え付けられ、外輪9
2は中立ギヤ4方向へ押し拡げられる。なお、内輪91
および外輪92には、それぞれ軸方向にスリット(不図
示)が形成されているために、内輪91は縮径が可能で
あり、外輪92は拡径が可能である。また、内輪91の
端部にはフランジ96が形成されており、締付時には中
立ギヤ4端面に当接し、お互いの位置決めが容易になっ
ている。
【0013】次に被動ギヤ5,5′とラック8との間で
バックラッシュをゼロにするための位相調整について説
明する。図1のようにバックラッシュレス装置1をラッ
ク8に噛合させる際、中立ギヤ4と軸7との間に介装さ
れた締結部材9の締付ボルト93をゆるめ、中立ギヤ4
と該中立ギヤ4を支持する軸7との締付力を解く。この
状態で、被動ギヤ5,5′をラック8に噛合させる。そ
の後、図2および図4に示すように工具10により同図
中矢印の方向に回動し、且つ図2および図5に示すよう
にトルクレンチ等の工具11により同図中矢印の方向に
回動し、所望のトルクを与えた状態で、締結部材9の締
付ボルト93を締付ける。本実施例のように、軸7の端
部は工具10にて回動可能とするため、例えば四角形に
加工されており、また中立ギヤ4には工具11がセット
可能なレンチ穴41が複数個が刻設されており、容易に
ねじり力を与えることができるようになっている。
【0014】上記のようにして、軸7には図1中矢印で
示す方向にねじり力が与えられることになる。軸7に左
回りのねじり力が与えられれば、軸7′には中立ギヤ
4、駆動ギヤ3および中立ギヤ4′を介して右回りのね
じり力が与えられることになる。従って、被動ギヤ5,
5′とラック8との間には、図6に示すように被動ギヤ
5,5′に位相差が生じ、お互いに離反する方向に押し
付け力が働くことになり、常にラック8に対しては両被
動ギヤ5,5′によりバックラッシュがゼロの状態で噛
合していることになる。なお、上記の実施例では締結部
材9を中立ギヤ4にのみ介装したものを示したが、中立
ギヤ4,4′の両方に介装してもよいことは言うまでも
ない。
【0015】次に他の歯車構成に対して利用した場合の
実施例について説明する。図7はウォームギヤに利用し
た場合の実施例を示し図1と同一のものは同じ符号を付
しており、詳細な説明は省略する。同図において、1
2,12′はウォームギヤで該ウオームギヤ12,1
2′は中立ギヤ4,4′とともにそれぞれ軸7,7′に
軸支されている。上記中立ギヤ4とこれを支持する軸7
との間には締結部材9が介装されており、前記したと同
様にして軸7,7′に互いに逆方向のねじり力が付与さ
れている。そして、ウォームギヤ12,12′は、上記
軸7,7′に交差する出力軸14に支持されたウォーム
ホイール13に噛み合っている。
【0016】図8,9はかさ歯車に利用した場合の実施
例を示し、図1と同一のものは同じ符号を付しており、
詳細な説明は省略する。なお、本実施例ではかさ歯車に
適用するものであり、従って駆動ギヤ、中立ギヤ、被動
ギヤともにかさ歯車であるが、説明を簡便にするため図
1の実施例と同様に単に駆動ギヤ、中立ギヤ、被動ギヤ
と言う。同図において、15は所望の被伝動かさ歯車で
あり、該被伝動かさ歯車15は軸7,7′に軸支された
被動ギヤ5,5′と噛み合っている。そして、上記中立
ギヤ4とこれを支持する軸7との間には締結部材9が介
装されており、前記した同様にして軸7,7′に互いに
逆方向のねじり力が付与されている。16は被伝動かさ
歯車15を支持する軸で、該軸16は中立ギヤ4,4′
および被動ギヤ5,5′を支持する軸7,7′交差して
いる。
【0017】上記した駆動装置あるいは変速装置として
のウォームギヤあるいはかさ歯車の歯車構成において、
本発明のバックラッシュレス伝動装置を適用した実施例
について説明したが、これら被伝動歯車が内歯歯車であ
っても外歯歯車であってもよいことは言うまでもない。
なお、バックラッシュをゼロにするための位相調整につ
いては、前記図1の実施例で説明したのと同様に行えば
よい。
【発明の効果】上記の如く構成することにより、種々の
機器あるいはラックに噛合する被動ギヤを複数個とし、
これらの被動ギヤに位相差を与えているために、常にバ
ックラッシュをゼロに保つことが可能になったととも
に、振動や騒音も著しく低減することが可能になった。
また、本バックラッシュレス装置によれば、重荷重の搬
送装置に対しても大容量の原動機を搭載すれば、適用が
可能であることは言うまでもない。そのため、バックラ
ッシュレス装置を駆動装置・変速装置に適用すれば、位
置決め制御の精度を著しく向上させることが可能になっ
た。
【図面の簡単な説明】
【図1】駆動装置の一実施例を示す平面図である。
【図2】図1の斜視図である。
【図3】締結部材を示す要部拡大断面図である。
【図4】工具により軸にねじりを付加する状態を示す正
面図である。
【図5】工具により軸にねじりを付加する状態を示す正
面図である。
【図6】図1の左側方より見た図で、被動ギヤとラック
との噛合状態を示す概略図である。
【図7】ウォームギヤに適用した実施例を示す概略平面
図である。
【図8】かさ歯車に適用した実施例を示す概略平面図で
ある。
【図9】図8中IX−IX線における概略断面図であ
る。
【図10】従来技術を示す概略図である。
【符号の簡単な説明】
1 バックラッシュレス装置 2 原動機 3 駆動ギヤ 4,4′ 中立ギヤ 5,5′ 被動ギヤ 7,7′ 軸 8 ラック 9 締結部材 11,11′ ウォームギヤ 12 ウォムホイール

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】モータ等の原動機の回転力をギヤにより伝
    達する駆動装置において、該原動機に直結あるいは減速
    機を介して連結した駆動ギヤに複数の中立ギヤを噛み合
    わせ、該中立ギヤと該中立ギヤを支持する軸との間に、
    互いにテーパで当接する内輪と外輪およびこれら内外輪
    を締付けるための締付けボルトからなる締付け部材を介
    装し、上記中立ギヤの支持軸にねじり力を与えたことを
    特徴とするバックラッシュレス装置。
  2. 【請求項2】中立ギヤと被動ギヤを支持する軸のうち、
    いずれか一方にのみ締結部材を介装したことを特徴とす
    る請求項1に記載のバックラッシュレス装置。
  3. 【請求項3】中立ギヤと被動ギヤを支持する軸に、交差
    する軸に軸支された歯車に、被動ギヤを噛み合わせるよ
    うにしたことを特徴とする請求項1に記載のバックラッ
    シュレス装置。
JP24668994A 1994-09-05 1994-09-05 バックラッシュレス装置 Pending JPH0874972A (ja)

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