(57)【要約】【課題】  容易に小型化が可能である歯車伝動機構を提供する。【解決手段】  第１歯車軸７の両端にボス１６、１７を固定し、そのボス１６、１７がそれぞれバネ１８、１９に押し付けられることにより、第１歯車軸７が平行移動可能となる。この第１歯車軸７が平行移動することにより、第１歯車軸７に備えられた歯車８と、出力軸歯車１０との隙間が小さくなり、バックラッシュを低減させることができる。これにより歯車を１段に付き１枚で構成可能な為、小型化が可能となる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯車伝動機構において、
互いに噛合う一対の歯車のうち、一方の歯車を支持する歯車軸に対して、前記一対の歯車が互いに近づく方向に、力を作用させるバックラッシュレス機構を備えることを特徴とする歯車伝動機構。
【請求項２】
前記バックラッシュレス機構は、前記歯車軸をその両端で支持する２枚の支持プレートに、前記歯車軸が移動可能となる長穴を設けて構成されることを特徴とする請求項１記載の歯車伝動機構。
【請求項３】
前記バックラッシュレス機構は、前記長穴から延設される座ぐりに、前記歯車軸を付勢する弾性部材をはめ込んで構成されることを特徴とする請求項２記載の歯車伝動機構。
【請求項４】
前記バックラッシュレス機構は、前記歯車軸の両端に磁性材を設け、前記歯車が互いに近づく方向に前記磁性材を引き付ける磁石を前記支持プレートに設けて構成されることを特徴とする請求項２記載の歯車伝動機構。
【請求項５】
少なくとも１つ以上の歯車をそれぞれ回転可能に支持する、互いに平行な第１歯車軸及び第２歯車軸を持ち、前記第１歯車軸に備えられた前記歯車と出力軸に備えられた出力軸歯車が噛合い、入力軸に備えられたピニオンギヤから、前記出力軸歯車へと動力が伝達される歯車伝動機構において、
前記第１歯車軸がその両端の２点で付勢され、
前記第１歯車軸を前記出力軸歯車側へ平行移動可能にさせる付勢手段を持つことを特徴とする歯車伝動機構。  
【請求項６】
少なくとも１つ以上の歯車をそれぞれ回転可能に支持する、互いに平行な第１歯車軸及び第２歯車軸を持ち、前記第１歯車軸に備えられた前記歯車と出力軸に備えられた出力軸歯車が噛合い、入力軸に備えられたピニオンギヤから、前記出力軸歯車へと動力が伝達される歯車伝動機構において、
前記第１歯車軸の両端に磁性材が設けられ、
前記磁性材を引き付けることによって、前記第１歯車軸を前記出力軸歯車側へ平行移動可能にさせる磁石を持つことを特徴とする歯車伝動機構。
【請求項７】
モジュールが０．５以下の歯車で構成された請求項１乃至６記載の歯車伝動機構。
【請求項８】
請求項１乃至７記載の歯車伝動機構を備える減速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックラッシュを低減させるための歯車機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、図６のようなバックラッシュレス歯車機構の構成例を示す（特許文献１）。これは原動軸の回転を従動軸に伝えるために用いられる数組の歯車を磁性材で形成し、自転するそれぞれの歯車の構造を歯車２枚一組としてこれを同軸上に取付けかつその歯車２枚に間挿する形で円盤状永久磁石を配置して、歯車２枚一組と永久磁石の三層一体構造とし、前記動力を伝える数組の各歯車２軸間にそれぞれ配置する前記円盤状永久磁石のＮ／Ｓ極を、交互異極に組み合わせ、その磁気的吸引力で歯車同士のズレを解消するものである。
【０００３】
また、同様に歯数の等しい平歯車を組み合わせる方法として、バネ付勢によるものがあり、図７にそのバックラッシュレス歯車機構の構成例を示す（非特許文献１）。これは固定歯車１５はハブに固定するか又はハブと一体として、可動歯車４９は固定歯車４８と同心となるように嵌め合いを考慮し、嵌め合い部が円滑に回転できるようにハブに取り付け、固定歯車４８と可動歯車４９の間に引張用コイルばね５０を小さい穴に引っ掛けたものである。この歯車を小歯車と噛合わせて使用する場合、引張り用コイルばね５０がそれぞれの歯車の歯面に力が作用するように、固定歯車４８と可動歯車４９の歯の位置をわずかにずらした状態で小歯車と噛合わせて用いている。これにより、特に無負荷、低負荷時の歯車と小歯車の隙間は小さくなり、バックラッシュを低減させている。
【特許文献１】特開平０８−２８５０５０
【非特許文献１】仙波正荘著「歯車伝達機構設計のポイント」日本規格協会、１９８８、Ｐ２９６、Ｐ２９７、Ｐ２９８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１及び非特許文献１のバックラッシュレスギヤによる歯車機構では、歯車は１段に付き２枚ずつ必要になるため、小型化が難しいという問題点がある。  
【０００５】
したがって、本発明は、上記の問題点を解決し、容易に小型化が可能である歯車伝動機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明は、歯車伝動機構において、互いに噛合う一対の歯車のうち、一方の歯車を支持する歯車軸に対して、前記一対の歯車が互いに近づく方向に力を作用させるバックラッシュレス機構を備えることを特徴とする歯車伝動機構である。
【０００７】
互いに噛合う一対の歯車のうち、一方の歯車を支持する歯車軸に対して、この一対の歯車が互いに近づく方向に力を作用させることにより、その噛合う一対の歯車の隙間が小さくなる。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明に加えて、前記歯車軸をその両端で支持する２枚の支持プレートに、前記歯車軸が移動可能となる長穴を設けて構成されることを特徴とする歯車伝動機構である。
【０００９】
長穴を楕円形に形成すると、歯車軸は歯車が近づく方向に長穴内をスライドする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明に加えて、前記長穴から延設される座ぐり穴に、前記歯車軸を付勢する弾性部材をはめ込んで構成されることを特徴とする歯車伝動機構である。
【００１１】
歯車軸を付勢する弾性部材によって、歯車軸に力が作用するため、歯車軸は長穴内をスライドし、歯車が近づく方向に移動可能となる。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項２記載の発明に加えて、前記歯車軸の両端に磁性材を設け、前記歯車が互いに近づく方向に前記磁性材を引き付ける磁石を前記支持プレートに設けて構成されることを特徴とする歯車伝動機構である。
【００１３】
歯車軸の両端の磁性材を引き付ける磁石が設けられるため、歯車軸がその磁性材とともに、歯車が互いに近づく方向に近づく方向に移動可能となる。
【００１４】
請求項５記載の発明は、少なくとも１つ以上の歯車をそれぞれ回転可能に支持する、互いに平行な第１歯車軸及び第２歯車軸を持ち、前記第１歯車軸に備えられた前記歯車と出力軸に備えられた出力軸歯車が噛合い、入力軸に備えられたピニオンギヤから、前記出力軸歯車へと動力が伝達される歯車伝動機構において、前記第１歯車軸がその両端の２点で付勢され、特に無負荷及び低負荷時には前記第１歯車軸を前記出力軸歯車側へ平行移動可能にさせる付勢手段を持つことを特徴とする歯車伝動機構である。
【００１５】
請求項５の発明では、付勢手段により第１歯車軸がその両端の２点で出力歯車軸側へ押しつけられるため、第１歯車軸が平行移動可能になり、その第１歯車軸と出力軸に備えられた出力軸歯車の互いに噛合う歯車間の隙間が小さくなる。
【００１６】
請求項６記載の発明は、少なくとも１つ以上の歯車をそれぞれ回転可能に支持する、互いに平行な第１歯車軸及び第２歯車軸を持ち、前記第１歯車軸に備えられた前記歯車と出力軸に備えられた出力軸歯車が噛合い、入力軸に備えられたピニオンギヤから、前記出力軸歯車へと動力が伝達される歯車伝動機構において、前記第１歯車軸の両端に磁性材が設けられ、前記磁性材を引き付けることにより、前記第１歯車軸を前記出力軸歯車側へ平行移動可能にさせる磁石を持つことを特徴とする歯車伝動機構である。
【００１７】
請求項６の発明では、磁石により第１歯車軸がその両端の２点で出力歯車軸側へ引き寄せられるため、第１歯車軸が平行移動可能になり、その第１歯車軸に備えられた歯車と出力軸に備えられた出力軸歯車の互いに噛合う歯車間の隙間が小さくなる。
【００１８】
請求項７記載の発明は、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の発明の構成に加えて、モジュールが０．５以下の歯車で構成された歯車伝動機構である。
【００１９】
モジュールが０．５以下の歯車で構成されているため、小型の歯車伝動機構の構成が可能になる。
【００２０】
請求項８記載の発明は、請求項１乃至７記載の歯車伝動機構を備えた減速機である。
【００２１】
請求項１乃至７記載の歯車伝動機構を備える減速機であるため、小型の減速機の構成が可能になる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、歯車軸の移動によって、バックラッシュを低減させるため、歯車自体には加工を加えず、歯車は１段に付き1枚で済む為、単純構成で安価な小型な歯車機構が可能になる。また、複数箇所におけるバックラッシュの低減が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
第１の実施の形態として、図１に示す減速機１は、歯車機構２を備えており、この歯車機構２は、フランジ１１とエンドフランジ１２の間に支持プレート１３、１４が上下に備えられ、その支持プレート１３、１４によって第２歯車軸５、ガイド軸１５が両端で固定される。また、入力軸３の先端に固定されたピニオンギヤ４は、第２歯車軸５に回転可能に支持された歯車６と噛合い、次に第１歯車軸７に回転可能に支持された歯車８と噛合い、最後に出力軸９に備えられた出力軸歯車１０と噛合うように構成され、動力は入力軸３から出力軸９へ伝達される。
【００２４】
本発明は、この歯車機構２にバックラッシュレス機構が設けられていることによりバックラッシュの低減を図るものである。このバックラッシュレス機構は、付勢手段を構成するボス１６、１７とバネ１８、１９、長穴１３ａ、１４ａ、座ぐり１３ｄ、１４ｄで構成されている。ボス１６、１７は第１歯車軸７の両端に固定され、そのボス１６、１７がバネ１８、１９により押し付けられることにより、第１歯車軸７が出力軸歯車１０側に平行に移動する。入力軸３側に配置された支持プレート１３内には、図２に示すように、座ぐり１３ｄが設けられている。この座ぐり１３ｄは円筒状のボス１６が座ぐり１３ｄ内でスライド可能に楕円状に形成されているボス用軸穴部１３ｂと、バネ１８をはめ込む溝１３ｃとで形成されている。この溝１３ｃはボス用軸穴部１３ｂの側面から接続されている。また、この座ぐり１３ｄから支持プレート１３を貫通する長穴１３ａが段差をつけて延設されている。この長穴１３ａはボス用軸穴部１３ｂと同心楕円に形成され、第１歯車軸７が長穴１３ａ内をスライド可能に形成されている。バネ１８は、その伸縮方向がプレート１３の径方向に一致するように溝１３ｃにはめ込まれている。
【００２５】
同様に出力軸９側に配置された支持プレート１４にも長穴１４ａ、ボス用軸穴１４ｂ、溝１４ｃ、座ぐり１４ｄが形成されており、バネ１９が溝１４ｃにはめ込まれている。このように溝１３ｃ、１４ｃにバネ１８、１９が組み込まれ、そのバネ１８、１９が第１歯車軸７を２点で押し出すことにより、第１歯車軸７を平行移動させる。
【００２６】
上記のような歯車機構２の動作を図１及び図２に基づいて説明する。特に入力軸３の停止もしくは動き出し始めもしくは停止直前の無負荷及び低負荷時には、第１歯車軸７がバネ１８、１９によって出力軸９側に押し付けられ、第１歯車軸７に備えられた歯車８が出力軸歯車１０に近づく。これにより、第１歯車軸７備えられた歯車８と出力軸歯車１０の隙間が小さくなる。またこの時、第１歯車軸７に備えられた歯車８と第２歯車軸５に備えられた歯車６の隙間も若干小さくなる。
【００２７】
図１では３段の減速機を例に説明したが、本発明は３段の減速機に限定されるものではない。従って歯車の数量を減らし、単段の減速機にしたり、歯車の数量を増やし、より多段の減速機にすることができる。また、このバネ１８、１９の代替として、ゴム等の弾性部材を用いてもよい。
【００２８】
第２の実施の形態として、図３に示す減速機２０は、歯車機構２１を備えており、この歯車機構２１は、フランジ３１とエンドフランジ３２の間に中間プレート３３、３４、３５、３６を備え、その中間プレート３４と中間プレート３６によって第２歯車軸２６が保持される。また、入力軸２２の先端に固定されたピニオンギヤ２３は、第１歯車軸２４に回転可能に支持された歯車２５と噛合い、次に第２歯車軸２６に回転可能に支持された歯車２７と噛合い、更に第１歯車軸２４に回転可能に支持された歯車２８と噛合い、最後に出力軸２９に備えられた出力軸歯車３０に噛合うように構成され、動力は入力軸２２から出力軸２９へ伝達される。
【００２９】
本発明は、この歯車機構２１にバックラッシュレス機構が設けられていることによりバックラッシュの低減を図るものである。このバックラッシュレス機構は、磁性材３７、３８と磁石３９、４０と長穴３ａ、３５ａ、３２ａで構成されている。第１歯車軸２４の両端に磁性体３７、３８が固定され、中間プレート３３とエンドフランジ３２にはそれぞれ半円筒形の磁石３９、４０が備えられている。この磁性材３７と磁石３９、磁性材３８と磁石４０がそれぞれ引き付けられることによって、第１歯車軸２４が平行移動可能となる。また、第１歯車軸２４を支持している中間プレート３３、３５、及びエンドフランジ３２に形成されたそれぞれの長穴３３ａ、３５ａ、３２ａは楕円形を形成しており、第１歯車軸２４が長穴３３ａ、３５ａ、３２ａ内を平行移動可能になるように構成されている。なお、中間プレート３３とエンドプレート３２は請求項２記載の支持プレートに対応する。
【００３０】
上記のような歯車機構２１の動作を図３、図４、図５に基づいて説明する。特に入力軸２１の停止もしくは動き出し始めもしくは停止直前の無負荷及び低負荷時には、第１歯車軸２４が磁石３８によって出力軸２８側に引き寄せられ、第１歯車軸２４に備えられた歯車２５が第２歯車軸２６に備えられた歯車２７に、歯車２８が出力軸歯車３０に、近づく。これにより、歯車２５と歯車２７、歯車２８と出力軸歯車３０の隙間が小さくなる。
【００３１】
機構の動き出し始めには、図５（ａ）のように、第１歯車軸２４に固定された磁性材３８が磁石４０に引き寄せられることにより、ピニオンギヤ２３と歯車２５の隙間は小さくなる。また、回転時には、図５（ｂ）のように歯車２５は押し出され、隙間が大きくなる。そして停止時には、また第１歯車軸２４に固定された磁性材３８が磁石４０に引き寄せられ、隙間が小さくなり、細かな位置制御等における誤差を小さくすることができる。
【００３２】
図３では４段の減速機を例に説明したが、本発明は４段の減速機に限定されるものではない。従って歯車の数量を減らし、単段の減速機にしたり、歯車の数量を増やし、より多段の減速機にすることができる。
【００３３】
第１及び第２の歯車機構２、２１の小型化を示すものとして、モジュール０．５以下の歯車に適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、バックラッシュが低減され、小型で安価な歯車機構を構成することが可能であるため、精密ロボット及びカメラのズームやフォーカス等における素早い応答性・正確な位置制御が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１の実施の形態の断面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ部断面図である。
【図３】第２の実施の形態の断面図である。
【図４】第２の実施の形態におけるａ部の拡大図である。
【図５】始動時、回転時の歯車の噛合いを示す図である。
【図６】特許文献１における従来のバックラッシュレス機能をもった歯車機構の斜視図である。
【図７】非特許文献１における従来のバックラッシュレス機能をもった歯車機構の斜視図である。
【符号の説明】
【００３６】
１，２０                  減速機
２，２１                  歯車機構
３，２２                  入力軸
４，２３                  ピニオンギヤ
５，２６                  第２歯車軸
６，２７                  歯車
７，２４                  第１歯車軸
８，２５，２８            歯車
９，２９                  出力軸
１０，３０                出力軸歯車
１１，３１                フランジ
１２，３２                エンドフランジ
３２ａ                    長穴
１３，１４                支持プレート
１３ａ，１４ａ            長穴
１３ｂ，１４ｂ            ボス用軸穴部
１３ｃ，１４ｃ            溝
１３ｄ，１４ｄ            座ぐり
１５                      ガイド軸
１６，１７                ボス
１８，１９                バネ
３３，３４，３５，３６    中間プレート
３３ａ、３５ａ            長穴
３７，３８                磁性材
３９，４０                磁石
４１                      軸
４２                      軸
４３ａ                    歯車
４３ｂ                    歯車
４４ａ                    歯車
４４ｂ                    歯車
４５                      永久磁石
４６                      モータ駆動軸
４７                      従動軸
４８                      固定歯車
４９                      可動歯車
５０                      引張り用コイルばね
【図１】
2005076748.tif 000003
【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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【図７】
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