(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体に固定された駆動手段によって駆動される駆動歯車を備えた駆動系に組込可能であって、
前記駆動歯車は前記駆動手段の出力軸に固定されており、
一端が前記本体に固定され他端にボール収容部が形成され、前記一端から前記駆動歯車の側面に沿い延出し、前記駆動手段の出力軸の延出方向と平行な方向に付勢力を発生させる弾性部材と、
前記弾性部材の他端に形成されたボ−ル収容部に一定位置で転動自在に収容され前記弾性部材の付勢力により前記駆動歯車に押圧されたボールと、
を備えていることを特徴とする振動発生防止装置。
【請求項２】
前記ボールは樹脂ボールである、ことを特徴とする請求項１に記載の振動発生防止装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば、モータ等の駆動源によって歯車伝達機構を駆動させたときに、この歯車伝達機構から振動が発生しないように、所定の技術的改良が加えられた振動発生防止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から種々の振動発生防止装置が開発されているが、その一例として、例えば図４では、取付フランジ１を固定ビス２で本体３に締結することによって本体３上に固定されたモータ７と、このモータ７に駆動軸９を介して接続された駆動歯車１１とを備えた駆動系に振動発生防止装置が適用されている（「機械設計１９９４年  ４月号、ＶｏＬ．３８  Ｎｏ．７  ステッピングモータの振動対策」参照）。
【０００３】
図４（ａ）に示すように、第１の従来例に係る振動発生防止装置は、取付フランジ１と本体３との間に介在された弾性部材５を備えている。このような構成によれば、モータ７で発生した振動は、弾性部材５で事前に吸収除去され、本体３に伝達されることはないが、駆動軸９を介して駆動歯車１１の歯面に伝達される振動は除去できない。
【０００４】
図４（ｂ）に示すように、第２の従来例に係る振動発生防止装置は、取付フランジ１と駆動歯車１１との間に張設された皿バネ１３を備えている。このような構成によれば、皿バネ１３によって駆動軸９の軸方向（即ち、スラスト方向）の“ガタ”を弾性的に除去することができるため、駆動歯車１１の歯面に伝達される振動を事前に除去することができる。
【０００５】
図４（ｃ）に示すように、第３の従来例に係る振動発生装置は、駆動歯車１１自身に施されており、この駆動歯車１１は、駆動軸９に取り付けられた円板状フランジ部１１ａと、この円板状フランジ部１１ａの外周面に同軸状に外嵌された環状弾性部材１１ｂと、この環状弾性部材１１ｂの外周面に同軸状に外嵌された環状歯車部１１ｃとから構成されている。このような構成によれば、駆動軸９に伝達されたモータ７の振動は、環状弾性部材１１ｂによって事前に吸収除去されるため、環状歯車部１１ｃに伝達されることはない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しなしながら、第１の従来例では、弾性部材５によって上記駆動系全体が不安定となり、駆動歯車１１の歯面位置がばらついてしまい、歯面の偏磨耗や噛み合い不良といった問題が生じる。更に、歯面を介して伝達する振動を除去することができないため、歯面相互がぶつかり合って駆動歯車１１から騒音が発生するといった問題も生じる。特に、そのモジュールの小さな小径歯車を使用する駆動系では、歯面相互の噛み合い不良は、騒音発生の大きな原因の１つである。
【０００７】
第２の従来例では、モータ７の駆動時、皿バネ１３と取付フランジ１及び駆動歯車１１との間に摩擦が生じ、モータ７のトルクロスの原因となる。
摩擦防止用のグリスを充填すれば若干改善されるが、皿バネ１３は、常時、取付フランジ１及び駆動歯車１１に押圧力を与えている関係上、最終的には、再び摩擦状態が発生してしまう。この場合には、モータ７に対する負荷が増大し、モータ７に対して必要以上のトルクや温度変化・経時変化に基づくマージンが要求される。このため、モータ７のコストアップやランニングコストアップは免れない。なお、このような弊害は、皿バネ１３の代りに例えばコイルバネを用いた場合も同様である。
【０００８】
第３の従来例では、環状弾性部材１１ｂによって駆動歯車１１が不安定となり、環状歯車部１１ｃの歯面位置がばらついてしまうため、歯面相互の噛み合い位置精度（同軸度）を一定に保つことが困難になる。仮に、同軸度を確保するように構成した場合でも、環状弾性部材１１ｂの経時的劣化等に起因して、再び歯面相互の噛み合い位置精度が保持できなくなってしまう。また、第３の従来例は、例えば比較的大きな駆動歯車１１に適用する場合、その騒音防止効果を確保できるが、一方、例えばモジュールの小さな小径歯車に適用する場合、環状弾性部材１１ｂの弾性力をかなり弱くする必要がある関係上、噛み合い位置精度を更に悪化させてしまう。
【０００９】
本発明は、このような課題を解決するためになされており、その目的は、所定の駆動系に簡単に組込可能であって且つその駆動系に影響を与えること無く効率的に振動の発生を防止することができる低価格な振動発生防止装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明の振動発生防止装置は、
本体に固定された駆動手段によって駆動される駆動歯車を備えた駆動系に組込可能であって、
前記駆動歯車は前記駆動手段の出力軸に固定されており、
一端が前記本体に固定され他端にボール収容部が形成され、前記一端から前記駆動歯車の側面に沿い延出し、前記駆動手段の出力軸と平行な方向に付勢力を発生させる弾性部材と、
前記弾性部材の他端に形成されたボ−ル収容部に一定位置で転動自在に収容され前記弾性部材の付勢力により前記駆動歯車に押圧されたボールと、
を備えていることを特徴としている。
【００１１】
【作用】
本発明の振動発生防止装置を駆動系に組み込んで、一端が本体に固定され他端にボール収容部が形成され前記一端から駆動歯車の側面に沿い延出している弾性部材の、駆動手段の出力軸の延出方向と平行な方向の付勢力により、弾性部材の他端に形成されたボ−ル収容部に一定位置で転動自在に収容されているボールを駆動歯車に点接触状態で押圧することによって、駆動歯車に発生する振動は、弾性付勢手段によって吸収除去され、ボールと駆動歯車との間に摩擦が発生することもなく駆動手段のトルクロスを解消させる。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明の第１の実施例に係る振動発生防止装置について、図１を参照して説明する。
図１には、所定の駆動系に本実施例の振動発生防止装置が組込まれた状態が示されている。
【００１３】
図１に示すように、本実施例に適用された駆動系は、取付フランジ２１を固定ビス２２で本体２３に締結することによって本体２３上に固定された駆動手段即ちモータ２７と、このモータ２７に第１の駆動軸２９を介して接続された第１の駆動歯車３１と、この第１の駆動歯車３１に噛合した第２の駆動歯車３２とを備えている。なお、第２の駆動歯車３２は、第２の駆動軸３３を介して本体２３内に設けられた伝達機構（図示しない）に連結されている。
【００１４】
本実施例の振動発生防止装置は、その一端が本体２３上に固定ビス３５で締結され、且つ、その他端に樹脂ボール３７が転動自在に設けられた弾性部材２５を備えている。なお、樹脂ボール３７は、弾性部材２５の他端に形成された円錐状凹部２５ａ内に転動自在に収容されている。
【００１５】
また、弾性部材２５は、その一端が第１の駆動歯車３１と取付フランジ２１との間の領域に延出するように、配置されている。
このような弾性部材２５の円錐状凹部２５ａ内の樹脂ボール３７は、弾性部材２５の弾性力によって、常時、第１の駆動歯車３１の表側面（即ち、取付フランジ２１に対面した側面）の側縁部に転動自在且つ点接触状態に押圧された状態に維持されている。
【００１６】
このような構成によれば、モータ２７から第１の駆動軸２９を介して第１の駆動歯車３１に伝達される振動は、弾性部材２５及び樹脂ボール３７によって吸収除去されるため、上記駆動系の安定化が達成される。この結果、第１の駆動歯車３１を常時一定状態に安定化して駆動させることが可能となる。
【００１７】
また、第１の駆動歯車３１の歯面に伝達された振動も、弾性部材２５及び樹脂ボール３７によって吸収除去されるため、第１の駆動歯車３１と第２の駆動歯車３２との間の歯面相互の噛み合い不良を防止することが可能となる。この結果、歯面相互がぶつかり合うことによって発生する騒音を低減させることが可能となる。
【００１８】
更に、樹脂ボール３７は、常時、転動自在に第１の駆動歯車３１の表側面上に点接触状態で圧接されているため、樹脂ボール３７と第１の駆動歯車３１との間に摩擦が発生することもない。この結果、モータ２７に必要以上の負荷を与えることがないため、モータ２７のトルクロスを解消させることが可能となる。なお、このような樹脂ボール３７は、弾性部材２５の円錐状凹部２５ａ内に収容維持された状態で第１の駆動歯車３１の表側面上に圧接されているため、第１の駆動歯車３１が回転した場合でも脱落することはない。
【００１９】
更にまた、本実施例の振動発生防止装置は、例えばモジュールの小さな小径歯車を使用する小型駆動系に適用した場合でも、その小型駆動系の寸法に対応するように、弾性部材２５及び樹脂ボール３７の弾性力を適宜簡単に調整することができるため、上記小型駆動系の振動や歯面相互の噛み合い不良による騒音の発生を効率よく防止することが可能となる。
【００２０】
次に、本発明の第２の実施例に係る振動発生防止装置について、図２を参照して説明する。なお、本実施例の説明に際し、第１の実施例と同一の構成には同一符号を付して、その説明を省略する。
【００２１】
本実施例の振動発生防止装置は、取付フランジ２１と第１の駆動歯車３１との間に設けられており、第１の駆動歯車３１の表側面（即ち、取付フランジ２１に対面した側面）上に、第１の駆動軸２９の周りに同軸状に張設された圧縮コイルバネ３９と、この圧縮コイルバネ３９によって常時取付フランジ２１方向に付勢され、第１の駆動軸２９に対して同軸状且つ摺動自在に外装されたリング状板４１と、圧縮コイルバネ３９の付勢力を受けているリング状板４１によって取付フランジ２１に転動自在且つ点接触状態で押圧されている樹脂ボール４３とを備えている。
【００２２】
リング状板４１の側面（即ち、取付フランジ２１に対面した側面）には、その周方向に沿って３等分した位置に夫々円錐状凹部４１ａが形成されており、樹脂ボール４３は、これら円錐状凹部４１ａ内に収容された状態で取付フランジ２１に転動自在且つ点接触状態で圧接されている。
【００２３】
このような構成によれば、上記第１の実施例の効果に加えて、圧縮コイルバネ３９の付勢力を適宜調節することによって、所望の付勢力を第１の駆動歯車３１に作用させることができる。この結果、第１の駆動軸２９の軸方向のがた（スラストがた）を効率よく吸収除去することができるため、第１の駆動歯車３１を常時一定状態に安定化して駆動させることが可能となる。また、圧縮コイルバネ３９，リング状板４１及び樹脂ボール４３の寸法も適宜所望の寸法にコンパクト化させることができるため、振動発生防止装置の小型化を実現することが可能となる。更に、第１の駆動歯車３１を回転させた場合、圧縮コイルバネ３９，リング状板４１及び樹脂ボール４３は一体的に回転するが、樹脂ボール４３は、例えばポリアセタールやナイロン等の樹脂部材で形成されているため、磨耗も殆ど生じない。
【００２４】
次に、本発明の第３の実施例に係る振動発生防止装置について、図３（ａ）を参照して説明する。なお、本実施例の説明に際し、第１の実施例と同一の構成には同一符号を付して、その説明を省略する。
【００２５】
図３（ａ）に示すように、本実施例の振動発生防止装置は、本体２３に内蔵されており、第１の駆動歯車３１の裏側面（即ち、上記表側面とは逆側であって本体２３に対面した側面）の側縁部を転動自在且つ点接触状態に押圧するように構成されている。
【００２６】
即ち、本実施例の振動発生防止装置は、第１の駆動歯車３１の裏側面に転動自在且つ点接触状態に圧接された樹脂ボール４５と、この樹脂ボール４５を付勢して第１の駆動歯車３１の裏側面に押圧力を作用させる圧縮コイルバネ４７と、この圧縮コイルバネ４７の付勢力が樹脂ボール４５を介して第１の駆動歯車３１の裏側面に作用するように、圧縮コイルバネ４７を本体２３内に位置決め固定する固定ビス４９とを備えている。
【００２７】
このような構成によれば、上記第１の実施例の効果に加えて、固定ビス４９を調節するだけで簡単に樹脂ボール４５の圧接調整を行うことが可能となる。この結果、第１の駆動軸２９の軸方向のがた（スラストがた）を効率よく吸収除去することができるため、第１の駆動歯車３１を常時一定状態に安定化して駆動させることが可能となる。また、本実施例の振動発生防止装置は、上記駆動系外部に設けられているため、装置の組立作業を簡単に行うことができる。更に、固定ビス４９も上記駆動系外部から適宜調節することができるため、その調節時に誤って上記駆動系に影響を与えることもなく、簡単且つ高精度に圧接調節を行うことが可能となる。更にまた、本実施例の振動発生防止装置は、一般的に市販されている部品を用いて構成されているため、製造コストを安価に済ませることが可能となる。
【００２８】
次に、本発明の第４の実施例に係る振動発生防止装置について、図３（ｂ）を参照して説明する。なお、本実施例の説明に際し、第１の実施例と同一の構成には同一符号を付して、その説明を省略する。
【００２９】
図３（ｂ）に示すように、本実施例の振動発生防止装置は、第１の駆動歯車３１と取付フランジ２１との間に配置されており、第１の駆動歯車３１を第１の駆動軸２９の軸方向に沿って押圧可能に構成されている。なお、同図向って右側の図面には、第１の駆動歯車３１を除去して、本実施例の振動発生防止装置の構成を露出させた状態が示されている。
【００３０】
即ち、本実施例の振動発生防止装置は、その中央部に第１の駆動軸２９が回動自在に挿通され且つ取付フランジ２１と第１の駆動歯車３１との間の領域であって、第１の駆動歯車３１方向に突出するように取付フランジ２１上に固定ビス５１で締結された１個の円柱部材５３と、この円柱部材５３の周縁部に周方向に沿って４等分した位置に穿孔された４つの穿孔部（特に図示しない）に夫々挿入された４個の圧縮バネ５５と、これら圧縮バネ５５の付勢力を受けて第１の駆動歯車３１の表側面（即ち、取付フランジ２１に対面した側面）に転動自在且つ点接触状態に圧接された４個の樹脂ボール５７とを備えている。
【００３１】
このような構成によれば、上記第１の実施例の効果に加えて、圧縮バネ５５の付勢力を受けた樹脂ボール５７によって第１の駆動軸２９の軸方向のがた（スラストがた）を効率よく吸収除去することができるため、第１の駆動歯車３１を常時一定状態に安定化して駆動させることが可能となる。また、本実施例の振動発生防止装置は、第１の駆動歯車３１を第１の駆動軸２９を介してモータ２７に接続させる前に、圧縮バネ５５と樹脂ボール５７を円柱部材５３内に組み込むことができるため、装置の組立作業効率を向上させることが可能となる。また、４つの樹脂ボール５７が第１の駆動軸２９を中心に同心円状に配置されているため、第１の駆動歯車３１を均等に押圧することが可能となる。この結果、第１の駆動軸２９の軸方向だけでなく、それ以外の方向に加わる分力を完全に吸収除去させることが可能となる。
【００３２】
なお、樹脂ボール５７は、円柱部材５３上の４等分位置に夫々設ける必要はなく、例えば２等分位置あるいはそれ以上の位置に設けた場合でも同様の作用効果を奏する。
【００３３】
次に、本発明の第５の実施例に係る振動発生防止装置について、図３（ｃ）を参照して説明する。なお、本実施例の説明に際し、第１の実施例と同一の構成には同一符号を付して、その説明を省略する。
【００３４】
図３（ｃ）に示すように、本実施例の振動発生防止装置は、本体２３内に設けられ且つ第１の駆動軸２９をラジアル方向に回動自在に支持するラジアル軸受け５９と、このラジアル軸受け５９と第１の駆動歯車３１との間に張設され、第１の駆動歯車３１のスラスト方向のがたを吸収除去する圧縮コイルバネ６１とを備えている。なお、取付フランジ２１を介してモータ２７が締結されている本体２３には、第１の駆動軸２９が挿通される孔部６３と、ラジアル軸受け５９が圧入装着されるザグリ６５とが設けられている。
【００３５】
このような構成によれば、モータ２７によって第１の駆動歯車３１を回転させると、第１の駆動歯車３１，圧縮コイルバネ６１及びラジアル軸受け５９の内輪５９ａが同時に回転する。このとき、内輪５９ａと外輪５９ｂとは点接触状態にある。このため、ラジアル軸受け５９の内輪５９ａと外輪５９ｂとの間に摩擦が発生することがないため、第１の駆動軸２９は円滑に回動し、モータ２７のトルクロスの発生もない。
【００３６】
このように、本実施例によれば、上記第１の実施例の効果に加えて、ラジアル軸受け５９及び圧縮コイルバネ６１によってラジアル方向及びスラスト方向のがたを効率よく吸収除去することができるため、第１の駆動歯車３１を常時一定状態に安定化して駆動させることが可能となる。また、第１の駆動歯車３１の表側面には圧縮コイルバネ６１が接触し、第１の駆動軸２９はラジアル軸受け５９を介して本体２３に回動自在且つ点接触状態に支持されているため、ラジアル軸受け５９の材質がどのようなものであっても、第１の駆動歯車３１の振動に起因した騒音の発生を防止することが可能となる。更に、本実施例には、市販されているラジアル軸受け５９が適用されているため、装置の構成が簡略化され製造コストも低く抑えることができる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、所定の駆動系に簡単に組込可能であって且つその駆動系に影響を与えること無く効率的に振動の発生を防止することができる弾性付勢手段を備えた低価格な振動発生防止装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例に係る振動発生防止装置の構成を概略的に示す図。
【図２】本発明の第２の実施例に係る振動発生防止装置の構成を概略的に示す部分断面側面図。
【図３】（ａ）は、本発明の第３の実施例に係る振動発生防止装置の構成を概略的に示す断面図、（ｂ）は、本発明の第４の実施例に係る振動発生防止装置の構成を概略的に示す断面図、（ｃ）本発明の第５の実施例に係る振動発生防止装置の構成を概略的に示す断面図。
【図４】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、夫々、従来の振動発生防止装置が適用された駆動系の構成を概略的に示す図。
【符号の説明】
２１…取付フランジ、２３…本体、２５…弾性部材、３１…第１の駆動歯車、３５…固定ビス、３７…樹脂ボール。
【図１】
0003587553.tif 000002
【図２】
0003587553.tif 000003
【図３】
0003587553.tif 000004
【図４】
0003587553.tif 000005