(57)【要約】【課題】従来のバックラッシュレス歯車伝動装置は重荷重には不適当であった。【解決手段】本発明のバックラッシュレス歯車伝動装置は、可逆転されるモータギヤと、このモータギヤの正転を一方向クラッチを介して出力ギヤに伝達せしめるための正転用ピニオンと、上記モータギヤの逆転を一方向クラッチを介して上記出力ギヤに伝達せしめるための逆転用ピニオンと、上記各ピニオンに設けたバックラッシュ吸収用のばね手段を有する。上記ばね手段は、つる巻ばねであり、上記ピニオンの軸に巻回されたつる巻ばねであり、その一端が上記ピニオンに固定され、他端が上記ピニオンの軸に固定されている。また、上記ばね手段は板ばねであり、その一端が上記ピニオンに固定され、他端が上記ピニオンの軸の外周面に沿って略１８０°に亘り湾曲した後軸に固定されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可逆転されるモータギヤと、このモータギヤの正転を一方向クラッチを介して出力ギヤに伝達せしめるための正転用ピニオンと、上記モータギヤの逆転を一方向クラッチを介して上記出力ギヤに伝達せしめるための逆転用ピニオンと、上記各ピニオンに設けたバックラッシュ吸収用のばね手段とより成ることを特徴とするバックラッシュレス歯車伝動装置。
【請求項２】
上記ばね手段が、上記ピニオンによって駆動される軸に巻回されたつる巻ばねであり、その一端が上記ピニオンに固定され、他端が上記軸に固定されていることを特徴とする請求項１記載のバックラッシュレス歯車伝動装置。
【請求項３】
上記ばね手段が板ばねであり、その一端が上記ピニオンに固定され、他端が上記ピニオンによって駆動される軸の外周面に沿って略１８０°に亘り湾曲した後軸に固定されていることを特徴とする請求項１記載のバックラッシュレス歯車伝動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はバックラッシュレス歯車伝動装置、特に、一方向クラッチを利用したバックラッシュレス歯車伝動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
減速体における、ギヤの遊び（以下バックラッシュ）は、下記の理由により必要な要素である。即ち、異なる歯数のギヤを噛み合わせるため、組立て及び制作上の公差が必要である事から、適正な遊びとして減速体設計においてバックラッシュを設け、このバックラッシュにより制作上の誤差等を吸収することにより、ギヤの噛み合い時にギヤ同士が深く噛み合い、過度な圧力や力の発生による破壊を回避している。然しながら、このバックラッシュにより下記の弊害も発生する。
【０００３】
１）最終段にバックラッシュによる回転の遊びが発生する事により、入力角と出力角において伝達開始直後にずれが生ずる。
【０００４】
２）バックラッシュによる噛み合い隙間は回転時の騒音発生の原因にもなる。
【０００５】
３）ステップモータ、及び閉ループ制御によるモータにてトルクと回転角制御を行う場合、バックラッシュのある減速体との組み合せは、制御範囲を著しく損なう結果となる。
【０００６】
現在、この問題を解決する方法として減速体のバックラッシュレス機構として大きく分けて下記の３種類がある。
【０００７】
１）噛み合うギヤの噛合率を上げる。（調和型減速等、ギヤを使わず、ボール、円錐コロ等による減速機構も含む）。
【０００８】
２）ギヤとばねを組み合せた機構。
【０００９】
３）高精度ギヤによるバックラッシュの極小化、円錐ギヤを使った機構。
【００１０】
然しながら上記の様なものは、構造が複雑であることや、高価なギヤ等により構成されており、また、高荷重に対応できない。
【００１１】
軽負荷用のバックラッシュレス装置は既知である（特許文献１）。
【００１２】
【特許文献１】
実開平２−１３４３５１号公報（第７頁〜第１１頁、図１）。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の装置では何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。然しながら、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。
【００１４】
本発明はこのような欠点を除くようにしたものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明のバックラッシュレス歯車伝動装置は、可逆転されるモータギヤと、このモータギヤの正転を一方向クラッチを介して出力ギヤに伝達せしめるための正転用ピニオンと、上記モータギヤの逆転を一方向クラッチを介して上記出力ギヤに伝達せしめるための逆転用ピニオンと、上記各ピニオンに設けたバックラッシュ吸収用のばね手段とより成ることを特徴とする。
【００１６】
上記ばね手段は、上記ピニオンによって駆動される軸に巻回されたつる巻ばねであり、その一端が上記ピニオンに固定され、他端が上記軸に固定されていることを特徴とする。
【００１７】
また、上記ばね手段は、板ばねであり、その一端が上記ピニオンに固定され、他端が上記ピニオンによって駆動される軸の外周面に沿って略１８０°に亘り湾曲した後軸に固定されていることを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下図面によって本発明の実施例を説明する。
【００１９】
本発明の第１の実施例におけるバックラッシュレス歯車伝動装置は図１に示すように、可逆モータの出力軸にその軸を直結したモータギヤ１と、このモータギヤ１の上部両側に配置した、モータギヤ１に噛合する同一歯数の正転用及び逆転用のピニオン２，３と、このピニオン２，３の軸に直結した中間ギヤ４，５と、この中間ギヤ４，５が夫々その下部両側で噛合する大径の１個の出力ギヤ６とを有し、上記正転用のピニオン２の反時計方向の回転を図２，図３に示すように一方向クラッチ８と軸７ａとを介して中間ギヤ４に伝達するようにし、また、この正転用のピニオン２の軸７ａにつる巻ばね９を巻回し、このばね９の一端９ａを上記ピニオン２に固定し、他端９ｂを上記軸７ａに固定し、上記ピニオン２が図１において反時計方向に回転するとき上記ばね９が締るようにする。
【００２０】
また、上記逆転用のピニオン３の時計方向の回転を図４に示すように一方向クラッチ１０と軸７ｂとを介して中間ギヤ５に伝達するようにし、また、この逆転用のピニオン３の軸７ｂにつる巻ばね１１を巻回し、このばね１１の一端１１ａをピニオン３に固定し、他端１１ｂを上記軸７ｂに固定し、上記ピニオン３が図５において時計方向に回転するとき上記ばね１１が締まるようにする。
【００２１】
なお、１２は上記軸７ａ，７ｂの外周にキーまたはねじ等により固定したハブ、１３は軸７ａ，７ｂの軸受である。
【００２２】
本発明のバックラッシュレス歯車伝動装置は上記のような構成であるからモータギヤ１が正転（時計方向）したとき、図１に示すように正転用のピニオン２の回転方向下流側となる歯２ａがモータギヤ１の下流側の歯１ａによって押されて正転用のピニオン２が反時計方向に回転し、これに噛合している出力ギヤ６が時計方向に回転して動力伝達がなされる。なお、このときピニオン２に設けられているばね９はばねが締まる形となり、バックラッシュが吸収される。また、逆転用のピニオン３に設けられているばね１１は緩む形となり逆転用のピニオン３の上流側となる歯３ａがモータギヤ１の上流側となる歯１ｂに接するようになる。
【００２３】
また、モータギヤ１が逆転（反時計方向）したときは、図５に示すように逆転用のピニオン３の下流側となる歯３ａがモータギヤ１の下流側となる歯１ｂによって押されて逆転用のピニオン３が時計方向に回転し、これに噛合している出力ギヤ６が反時計方向に回転して動力伝達がなされる。なお、このときピニオン３に設けられている図４に示すばね１１が締まり、バックラッシュが吸収される。また、このとき正転用のピニオン２に設けられている図３に示すばね９は緩む形となり正転用のピニオン２の上流側となる歯２ａがモータギヤ１の上流側となる歯１ａに接するようになる。
【００２４】
上記のように本発明の実施例によれば正転時と逆転時の動力伝達経路が２系統に分けられており、夫々同一減速比とされ、モータギヤと正転用及び逆転用の中間ギヤとなるピニオンとの動力伝達を一方向クラッチとばねを介して行い夫々の専用経路における噛み合い歯面が常時接触されるようにしたのでバックラッシュを極めて簡単確実に小さくすることができる。
【００２５】
なお、上記ばね９，１１の代りに方向性を有するものであれば任意の弾性手段を用いることができる。
【００２６】
本発明の第２の実施例においては上記第１の実施例におけるつる巻ばねを用いる代りに図６に示すように一端１４ａを軸７ａまたは７ｂに固定し、他端１４ｂを軸７ａまたは７ｂの外周面に沿って略１８０°に亘り湾曲した後ピニオン２または３に固定した板バネ１４を用いる。
【００２７】
この場合の作用効果は上記第１の実施例と同様である。
【００２８】
【発明の効果】
上記のように本発明のバックラッシュレス歯車伝動装置によれば、ばねにより常に噛み合うギヤ同志の歯面を接触せしめるようにしたので極めて簡単にバックラッシュの極小化を高荷重時にも達成できるようになる大きな効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例におけるバックラッシュレス歯車伝動装置の正転時の説明図である。
【図２】図１に示す装置の正転用のピニオン部分の側面図である。
【図３】図２に示すピニオン部分の縦断正面図である。
【図４】図１に示す装置の逆転用のピニオン部分の縦断正面図である。
【図５】本発明の第１の実施例におけるバックラッシュレス歯車伝動装置の逆転時の説明図である。
【図６】本発明の第２の実施例におけるばね手段の説明図である。
【符号の説明】
１    モータギヤ
１ａ  歯
１ｂ  歯
２    ピニオン
２ａ  歯
２ｂ  歯
３    ピニオン
３ａ  歯
３ｂ  歯
４    中間ギヤ
５    中間ギヤ
６    出力ギヤ
７    軸
７ａ  軸
７ｂ  軸
８    一方向クラッチ
９    つる巻ばね
１０    一方向クラッチ
１１    つる巻ばね
１１ａ  一端
１１ｂ  他端
１２    ハブ
１３    軸受
１４    板ばね
１４ａ  一端
１４ｂ  他端
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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