JP2006242332A - 動力伝達機構 - Google Patents

Abstract

【課題】 丸鋸切断機等の工作機械において、簡易な構成により歯車間のバックラッシュを除去できる動力伝達機構を提供する。
【解決手段】 丸鋸切断機の動力伝達機構２０は、入力側軸２１、中間軸３１及び出力側軸５１の３軸を組とし、中間軸３１には、入力側軸２１上に取り付けられた第１はすば歯車２３と噛合う主歯車３４と副歯車３５とにより構成された第１シザーズギア３３と、出力側軸５１上に取り付けられた第２はすば歯車５３と噛合う主歯車４２と副歯車４３とにより構成された第２シザーズギア４１が固定されている。第１及び第２シザーズギア３３，４１のバックラッシュ除去力を、１系統の調整機構によって軸外から遠隔制御することにより、入力側軸２１から出力側軸５１までの各歯車間のバックラッシュ除去のためのオン、オフ又はバックラッシュ除去力の調整が行われる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、入力側軸に加えられた動力を出力側軸に伝達して、該出力側軸より動力を出力させる動力伝達機構、例えば出力側軸に取り付けられた丸鋸等の回転工具を回転させる動力伝達機構に係り、特に入出力側軸間のバックラッシュを除去する機能を有する動力伝達機構に関する。

従来、この種の動力伝達機構としては、例えば特許文献１に示すように、１本の駆動軸（入力側軸）から２本の伝動シャフト（中間軸）に動力を分割し、２本の伝動シャフトから駆動ピニオンギアを介して１本の被駆動軸（出力側軸）に動力を伝達する、４本の軸により構成されたギア伝動機構が知られている。駆動軸に固定された２つの負荷分担ギアは傾斜方向が反対のはすば歯車であり、２本の伝動シャフトに固定された傾斜方向が反対のはすば歯車である中間ギアとかみ合っている。２本の伝動シャフトにはさらに２つの傾斜方向が同一方向のはすば歯車である２つの駆動ピニオンギアが固定されており、２つの駆動ピニオンギアが被駆動軸に固定されたはすば歯車である被駆動ギアと噛合っている。これにより、このギア伝動機構においては、駆動軸を軸方向に移動させることにより、バックラッシュを除去でき、また、軸方向の移動量によりバックラッシュの除去具合を調整することができるようになっている。しかし、このギア伝動機構によれば、軸が４本必要になるため、その体積が大きくなりすぎるという問題がある。
西独国特許ＤＥ４３４３４８４Ｃ公報

また、他の種の動力伝達機構としては、例えば特許文献２に示すように、出力側軸と歯車で連結されるブレーキ用軸を設け、ブレーキ用軸にブレーキディスクを固定し、ディスクブレーキによってブレーキディスクにブレーキ作用をさせて出力側軸に回転を抑える抵抗力を加えて、歯車間のバックラッシュを抑えるようにした振動防止装置が知られている。しかし、この振動防止装置によれば、ブレーキ装置によりエネルギのロスが生じ、またブレーキ装置に加えてブレーキディスクの摩耗により適宜部品交換が必要となる。
実公平７−４８３３９号公報

本発明は、上記した問題を解決しようとするもので、 丸鋸切断機等の工作機械において、簡易な構成により歯車間のバックラッシュを除去できる動力伝達機構を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の構成上の特徴は、入力側軸、中間軸及び出力側軸の３軸を組とし、入力側軸に加えられた動力を中間軸を介して出力側軸に伝達して出力側軸より動力を出力させる動力伝達機構であって、中間軸には、入力側軸上に取り付けられた第１はすば歯車と噛合うはすばの主歯車と副歯車とにより構成された第１シザーズギアと、出力側軸上に取り付けられた第２はすば歯車と噛合うはすばの主歯車と副歯車とにより構成された第２シザーズギアとが固定され、入力側軸から出力側軸までの各歯車間のバックラッシュを除去することにある。

上記のように構成した本発明においては、入力側軸に動力が加えられることにより回転を開始し、入力側軸上に取り付けられた第１はすば歯車と中間軸に固定された第１シザーズギアとが噛合い、さらに中間軸に固定された第２シザーズギアと出力側軸上に取り付けられた第２はすば歯車とが噛合い、動力が出力側軸に伝達される。シザーズギアを組み込むことで、中間軸に取り付けられた第１及び第２シザーズギアのバックラッシュ除去力を変化させることにより、入力側軸、中間軸及び出力側軸の３軸の組合せで入力側軸から出力側軸までの各歯車間のバックラッシュが適正に除去され得る。その結果、本発明においては、動力伝達機構が３軸で簡易に構成されると共に、その占有スペースを従来に比べて減少させることができる。

また、本発明の他の特徴は、入力側軸、中間軸及び出力側軸の３軸を組とし、入力側軸に加えられた動力を中間軸を介して出力側軸に伝達して出力側軸より動力を出力させる動力伝達機構であって、中間軸には、入力側軸上に取り付けられた第１はすば歯車と噛合うはすばの主歯車と副歯車とにより構成された第１シザーズギアと、出力側軸上に取り付けられた第２はすば歯車と噛合うはすばの主歯車と副歯車とにより構成された第２シザーズギアとが固定され、第１及び第２シザーズギアによるバックラッシュ除去の制御を軸外から遠隔制御することにより、入力側軸から出力側軸までの各歯車間のバックラッシュ除去のためのオン、オフ又はバックラッシュ除去力の調整を行うことにある。

他の特徴においては、第１及び第２シザーズギアによるバックラッシュ除去を軸外から遠隔制御することにより、入力側軸から出力側軸までの各歯車間のバックラッシュ除去のためのオン、オフの調整を行うことができるため、必要なときのみに歯車間に圧力をかけて歯車間の噛合い抵抗を高め、不要なときは圧力を解除すればよいので、歯の摩耗が抑えられ歯車の寿命が高められる。また、歯車間の噛合い状態に応じて各歯車間のバックラッシュ除去力の調整を行うことができるため、歯車間の圧力を過不足なく適正に加えることができる。

また、本発明において、第１及び第２シザーズギアによるバックラッシュ除去の軸外からの遠隔制御を１系統の調整機構により行うことができる。このように、歯車間のバックラッシュ除去のためのオン、オフ及びバックラッシュ除去力の調整を、１系統の調整機構により遠隔制御することができることにより、調整機構が簡易になると共に調整の手間がなくなり、さらに第１及び第２シザーズギアに対して均等に圧力をかけることができ、バランスの取れた調整を行うことができる。

本発明によれば、中間軸に取り付けられた第１及び第２シザーズギアのバックラッシュ除去力を変化させることにより、入力側軸から出力側軸までの各歯車間のバックラッシュが適正に除去され得る。その結果、本発明においては、入力側軸、中間軸及び出力側軸の３軸で、歯車間のバックラッシュを除去できるため、動力伝達機構の構成が簡易にされると共に従来に比べて装置の占有スペースを減少させることができる。また、ブレーキを使用していないので、装置の運転においてエネルギのロスがなく、また摩耗部品の交換に伴うメンテナンスも不要であるため、運転コストが安価にされる。さらに、第１及び第２シザーズギアの各主歯車と副歯車の間隔を軸外から遠隔制御することにより、入力側軸から出力側軸までの各歯車間のバックラッシュ除去のためのオン、オフの調整を行うことができ、特に１系統の調整機構により遠隔制御することができることにより、シザーズギア個々の調整の手間がなくなると共に、第１及び第２シザーズギアに対してバランスの取れた調整を行うことができる。

以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。図１は、同実施例に係る動力伝達機構を備えた丸鋸切断機の概略構成を一部破断正面図により示したものであり、図２は、動力伝達機構を正面図により概略的に示したものである。丸鋸切断機１０は、直方体形状の箱形のハウジング１１に、動力伝達機構２０を組み込んで構成されている。以下、丸鋸切断機１０についての左右、前後方向については図１の左右、前後に合わせるものとする。

ハウジング１１は、左半分の内部が上下端間で左空間部Ｋ１になっており、右半分が上側半分が右空間部Ｋ２になっている。左空間部Ｋ１は、上板部１２と、底板部１３と、前後板部１４（前板は図示省略する）に囲まれており、左端が左側板部１５で塞がれている。右空間部Ｋ２は、下側のブロック部１６と、ブロック部１６の左端と上板部１２を連結する中間板部１７と、左空間部Ｋ１から延びた共通の上板部１２及び前後板部１４と、ブロック部１６の上面の右側にて上板部１２との間を連結する厚板である右側板部１８とにより囲まれている。

左側板部１５には、下端側に下側孔１５ａと、上下中間位置に上側孔１５ｂが、左右に板を貫通して設けられている。下側孔１５ａに対向して、ブロック部１６の左側壁には下取付孔１６ａが右方に延びて設けられている。上側孔１５ｂに対向して、中間板部１７の下側位置には、下孔１７ａが左右に板を貫通して設けられており、下孔１７ａの上には上孔１７ｂが左右に板を貫通して設けられている。下孔１７ａと対向する右側板部１８の下端側には、中取付孔１８ａが右方に延びて形成されている。中取付孔１８ａの上には、中間板部１７の上孔１７ｂと対向して、上取付孔１８ｂが左右に板を貫通して設けられている。

動力伝達機構２０は、図２にこれのみを取り出して示すが、入力側軸２１、中間軸３１及び出力側軸５１の３軸を組としており、中間軸３１には、入力側軸２１上に取り付けられた第１はすば歯車２３と噛合うはすばの主歯車３４と副歯車３５とにより構成された第１シザーズギア３３と、出力側軸５１上に取り付けられた第２はすば歯車５３と噛合うはすばの主歯車４２と副歯車４３とにより構成された第２シザーズギア４１とが固定されており、出力側軸５１の先端に丸鋸５５が取り付けられている。

左側板部１５の下側孔１５ａと、ブロック部１６の下取付孔１６ａには、それぞれベアリング２２ａ，２２ｂを介して、入力側軸２１が左右に延びて配設されている。入力側軸２１は、軸方向中間部分が大径部２１ａで軸方向の左右両側が大径部２１ａよりわずかに小径の小径部２１ｂ，２１ｃとなっており、大径部２１ａが両ベアリング２２ａ，２２ｂに挟まれており、左ベアリング２２ａが左側板部１５左側に設けた固定部材２４に固定されて軸方向に抜け止めされている。大径部２１ａの軸方向中間位置には、第１はすば歯車２３が固定されている。入力側軸２１の左端側には、プーリ２５が取付治具２６により取り付けられている。

左側板部１５の上側孔１５ｂと、中間板部１７の下孔１７ａと、右側板部１８の中取付孔１８ａには、中間軸３１がそれぞれベアリング３１ａ，３１ｂ，３１ｃを介して挿通されている。中間軸３１には、左空間部Ｋ１内にて第１シザーズギア３３が外周側に同軸状に挿嵌されて取り付けられており、また下孔１７ａから右空間部Ｋ２にかけて第２シザーズギア４１が外周側に同軸状に挿嵌されて取り付けられている。第１シザーズギア３３は、大径の円盤状であって同一径の左側の主歯車３４と右側の副歯車３５とにより構成されており、主歯車３４と副歯車３５はいずれもはすばの歯車であって、第１はすば歯車２３と噛合っている。

主歯車３４は、左面側の軸心を中心として同心円状に位置決め凹部３４ａが設けられており、中間軸３１の左端近傍位置に固定された位置決め具３６に嵌め合わされて、中間軸３１に対して回転不能にかつ位置決め具３６に止められ軸方向左方向へはスライド不能にされている。副歯車３５は、右側面に軸心から離れてかつ同軸状に右方向の突出した円筒形のシリンダ３７を有しており、主歯車３４とはシリンダ３７より径方向外方位置にて軸方向に延びた連結軸３８により一体にかつ摺動可能連結されて、中間軸３１に対して回転不能にかつ軸方向にスライド可能に取り付けられている。シリンダ３７の内周側には、中間軸３１に円筒形のピストン３９が中間軸３１にスライド可能に挿嵌されてかつシリンダ３７の内周面に密着して取り付けられており、中間軸３１の外周側にてシリンダ３７とピストン３９に挟まれた内部がエア供給空間ＫＡになっている。

第２シザーズギア４１は、小径の円筒状であって同一径の右側の主歯車４２と左側の副歯車４３とにより構成されており、主歯車４２と副歯車４３はいずれもはすばの歯車であって、後述する第２はすば歯車５３と噛合っている。主歯車４２は、中間軸３１からわずかに径方向外方に突出した小径の歯車であり、中間軸３１に対して回転不能にかつ軸方向にスライド不能にされている。副歯車４３は、中間軸３１に対して回転不能にかつ軸方向にスライド可能に取り付けられている。副歯車４３の突出した左端は、中間板部１７の左側面位置に位置しており、ピストン３９の右端に当接している。

中間軸３１の軸心位置には、左端から副歯車３５のシリンダ３７の根元側まで延びた軸孔３２ａとその右端で径方向に貫通して外周面に開口した径方向孔３２ｂとからなる流通孔３２が設けられている。左側板部１５の上孔１５ｂ内の左側部分には、エア供給部材４５が挿嵌されて左側板部１５にネジ止めされている。上孔１５ｂ内の右端に配置された上記ベアリング３１ａは、左側板部１５の右側面にて上孔１５ｂを囲んでねじ止めされた止め板４６とエア供給部材４５とに挟まれて抜け止めされている。エア供給部材４５の右端は中間軸３１の左端と密着しており、エア供給部材４５の供給口４５ａが流通孔３２の開口と連通している。エア供給部材４５は、外部のコンプレッサ（図示しない）と接続されるようになっており、供給口４５ａから高圧エアを流通孔３２内に通して、中間軸３１外周側のシリンダ３７とピストン３９間のエア供給空間ＫＡ内に供給できるようになっている。このように、エア供給部材４５と、中間軸３１に設けた流通孔３２と、ピストン３９と、エア供給空間ＫＡとにより、１系統の調整機構が構成されている。コンプレッサからの高圧エアの供給により、調整機構によるバックラッシュ除去動作がオンになり、高圧エアの停止により、調整機構によるバックラッシュ除去動作がオフになる。また、コンプレッサからの高圧エアの供給圧力を調整することにより、調整機構によるバックラッシュ除去力が調整される。

中間板部１７の上孔１７ｂと、右側板部１８の上取付孔１８ｂには、出力側軸５１がそれぞれベアリング５２ａ，５２ｂを介して挿通されて右端側が、右側板部１８の外部に突出している。ベアリング５２ｂは、右側板部１８の右側面に上取付孔１８ｂを囲んでねじ止めされた環状の取付具５７によって抜け止めされている。出力側軸５１は、大径の軸であって軸方向両端側が小径部５１ｂ，５１ｃになっており、左側小径部５１ｂにて中間板部１７にベアリング５２ａにより回転可能に、大径部５１ａの右端側にて上取付孔１８ｂにベアリング５２ｂにより回転可能に取り付けられ、ベアリング５２ｂ左端の位置決め部５２ｃ及びベアリング５２ｂ右端の固定リブ５８により左右方向へ移動不能にされている。出力側軸５１の大径部５１ａの左端側には、第２はすば歯車５３が取り付けられており、第２シザーズギア４１と噛合っている。第２はすば歯車５３は、小径で軸方向長さが、第２シザーズギア４１の歯車部分の軸方向長さと略同一になっている。出力側軸５１の右端側小径部５１ｃには、丸鋸５５が、取付板５４によって挟まれて、小径部５１ｃ先端に螺着されたボルト５６によって締め付け固定されている。

上記構成の実施例の動作について説明する。
プーリ２５に、ベルトを介して電動機（図示しない）からの回転力が入力されると、入力側軸２１が回転を開始し、入力側軸２１上に取り付けられた第１はすば歯車２３と中間軸３１に固定された第１シザーズギア３３とが噛合い、さらに中間軸３１に固定された第２シザーズギア４１と出力側軸５１上に取り付けられた第２はすば歯車５３とが噛合い、動力が出力側軸５１に伝達される。ここで、外部のコンプレッサから、エア供給部材４５に高圧エアが供給され、エア供給部材４５の供給口４５ａから高圧エアを流通孔３２内に通して中間軸３１外周側のシリンダ３７とピストン３９間のエア供給空間ＫＡ内に供給でき、エア供給空間ＫＡ内の圧力を調節できる。

これにより、第１シザーズギア３３の副歯車３５が軸方向左方向に、第２シザーズギア４１の副歯車４３が軸方向右方向に互いに逆方向に移動する。そのため、第１及び第２シザーズギア３３，４１のバックラッシュ除去力が変化することにより、入力側軸２１、中間軸３１及び出力側軸５１の３軸の組合せによって、入力側軸２１から出力側軸５１までの各歯車間のバックラッシュが適正に除去され得る。その結果、本実施例においては、動力伝達機構２０が、３軸で簡易に構成されると共に、その占有スペースを従来に比べて減少させることができる。

このように、第１及び第２シザーズギア３３，４１のバックラッシュ除去力を、上記エア供給部材４５等により構成された１系統の調節機構によって軸外から遠隔制御できることにより、入力側軸２１から出力側軸５１までの各歯車間のバックラッシュ除去のためのオン、オフの調整を行うことができる。そのため、必要なときのみに歯車間に圧力をかけて歯車間の噛合い抵抗を高め、不要なときは圧力を解除すればよいので、歯の摩耗が抑えられ第１及び第２はすば歯車２３，５３，第１及び第２シザーズギア３３，４３の寿命が高められる。また、歯車の状態に応じて各歯車間のバックラッシュ除去力の調整を行うことができるため、各歯車への圧力を過不足無く適正に加えることができる。また、上記エア供給部材４５等により構成された１系統の調整機構によってバックラッシュの調整を一括して制御することができるため、調整機構が簡易になると共に調整の手間がなくなり、さらに第１及び第２シザーズギア３３，４１に対して均等に圧力をかけることができ、バランスの取れた調整を行うことができる。

なお、上記実施例において、１系統の調整機構であるエア供給部材４５によって、第１シザーズギア３３及び第２シザーズギア４１のバックラッシュ除去力を同時に調整することによりバックラッシュ除去の調整を一括して制御しているが、これに代えて、第１シザーズギア３３のバックラッシュ除去力と第２シザーズギア４１のバックラッシュ除去力を、それぞれ別個の手段により個々に調整することもできる。また、上記実施例においては、丸鋸切断機の動力伝達機構における歯車のバックラッシュを除去する例を示したが、これに限らず、本発明を他の回転工作機械の歯車のバックラッシュを除去するために適用することができる。その他、上記実施例に示した丸鋸切断機については一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施することができる。

本発明は、入力側軸、中間軸及び出力側軸の３軸で、歯車間のバックラッシュを除去できるため、動力伝達機構が簡易に構成されると共に従来に比べて占有スペースを減少させることができる。また、ブレーキを使用していないので、装置の運転においてエネルギのロスがなく、また摩耗部品の交換に伴うメンテナンスも不要であるため、運転コストが安価にされる。さらに、第１及び第２シザーズギアのバックラッシュ除去力を軸外から遠隔制御することができ、特に１系統の調整機構により遠隔制御することができることにより、第１及び第２シザーズギアに対してバランスの取れた調整を行うことができる。従って、本発明は有用である。

本発明の一実施例である丸鋸切断機の概略構成を示す一部破断正面図である。 同丸鋸切断機に組み込まれる動力伝達機構の概略構成を説明する説明図である。

符号の説明

１０…丸鋸切断機、１１…ハウジング、１５…左側板部、１６…ブロック部、１７…中間板部、１８…右側板部、２０…動力伝達機構、２１…入力側軸、２３…第１はすば歯車、２５…プーリ、３１…中間軸、３２…流通孔、３３…第１シザーズギア、３４…主歯車、３５…副歯車、３７…シリンダ、３９…ピストン、４１…第２シザーズギア、４２…主歯車、４３…副歯車、４５…エア供給部材、５１…出力側軸、５３…第２はすば歯車、５５…丸鋸。

Claims (3)

1. 入力側軸、中間軸及び出力側軸の３軸を組とし、該入力側軸に加えられた動力を該中間軸を介して該出力側軸に伝達して該出力側軸より動力を出力させる動力伝達機構であって、
   前記中間軸には、前記入力側軸上に取り付けられた第１はすば歯車と噛合うはすばの主歯車と副歯車とにより構成された第１シザーズギアと、前記出力側軸上に取り付けられた第２はすば歯車と噛合うはすばの主歯車と副歯車とにより構成された第２シザーズギアとが固定され、該入力側軸から出力側軸までの各歯車間のバックラッシュを除去することを特徴とする動力伝達機構。
2. 入力側軸、中間軸及び出力側軸の３軸を組とし、該入力側軸に加えられた動力を該中間軸を介して該出力側軸に伝達して該出力側軸より動力を出力させる動力伝達機構であって、
   前記中間軸には、前記入力側軸上に取り付けられた第１はすば歯車と噛合うはすばの主歯車と副歯車とにより構成された第１シザーズギアと、前記出力側軸上に取り付けられた第２はすば歯車と噛合うはすばの主歯車と副歯車とにより構成された第２シザーズギアとが固定され、
   前記第１及び第２シザーズギアによるバックラッシュ除去の制御を軸外から遠隔制御することにより、前記入力側軸から出力側軸までの各歯車間のバックラッシュ除去のためのオン、オフ又はバックラッシュ除去力の調整を行うことを特徴とする動力伝達機構。
3. 前記第１及び第２シザーズギアによるバックラッシュ除去の軸外からの遠隔制御を１系統の調整機構により行うことを特徴とする前記請求項２に記載の動力伝達機構。
   

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