JP4669102B2 - アンチバックラッシ歯車 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、概してアンチバックラッシ歯車、特に、印刷機等の産業機械のためのアンチバックラッシ歯車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アンチバックラッシ歯車は、機器の歯車列及び機械的な計算装置において一般的に使用されている。このタイプの歯車はよく知られており、多くの機器関連のカタログにおいて販売されている。しかしながら、これらのクラスのアンチバックラッシ歯車は、高速機械の伝動装置においては利用できない。
【０００３】
印刷機で使用される高性能、高馬力のサーボモータは、通常の歯車バックラッシによって生じるような以下の位置誤りを生じることなしに加速及び減速トルクを加えることができる歯車装置を必要とする。第１の歯車と、対応する第２の歯車、例えば歯車列の駆動歯車と被駆動歯車との間で噛み合う歯車の歯は、歯車が極めて高速で回転する場合に周方向に分離する傾向があり、駆動歯車においてトルク値が変化した場合にバックラッシ問題を有する。
【０００４】
バーク（Burke）他に発行された米国特許第５８１３３３５号明細書（バーク）には、バックラッシ問題を排除するための従来技術の発展が示されている。バークは、駆動歯車及び補助歯車を教示している。補助歯車は、板ばねアセンブリを収容するために形成された凹所を有している。板ばねアセンブリは、補助歯車の歯を駆動歯車の歯と反対に回転するように付勢しており、被駆動歯車の歯とのバックラッシを防止している。しかしながら、補助歯車は、板ばねを収容するために最小サイズ（直径）でなければならず、アンチバックラッシ力を形成するための板ばねは、長さが短く、ひいては望ましくない高いばね率を有している。さらに、構成の精度要求の複雑さは、高い製造コストにつながる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の課題は、この一般的なタイプのこれまでに知られている装置の前記不利を克服し、より複雑でない構成が提供され、歯車の直径を減じることができ、ばねのばね率も減じることができるようなアンチバックラッシ歯車を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記及びその他の課題を考慮し、本発明によれば、駆動歯車が設けられておりこの駆動歯車が、この駆動歯車に形成された複数の駆動歯車クリアランスホールを有しておりかつ駆動歯車を駆動するための駆動シャフトに定置に取り付け可能であり；駆動歯車に固定されたロッドリングが設けられており；フランク歯車が設けられており、このフランク歯車が、このフランク歯車に形成されておりかつ駆動歯車クリアランスホールに対応するフランク歯車クリアランスホールを有しており；強制リングが設けられており、この強制リングが、この強制リングに形成された複数の収容孔を有しておりかつフランク歯車に取り付けられており；片持ちロッドばねが設けられており、この片持ちロッドばねが、ロッドリングに固定された第１の端部を有しておりかつ複数の駆動歯車クリアランスホールと複数のフランク歯車クリアランスホールとを貫通して複数の収容孔内へ延びており、前記ばねが、フランク歯車と駆動歯車とを反対方向に回転するように付勢する力を加えるようになっているアンチバックラッシ歯車アセンブリが提供される。
【０００７】
本発明の付加的な特徴によれば、複数の駆動歯車クリアランスホールと、複数のフランク歯車クリアランスホールと、複数の収容孔とが全て、相対的に周方向でずらされている。
【０００８】
本発明の別の特徴によれば、ばねが、駆動歯車に接触せずに複数の駆動歯車クリアランスホールを貫通して延びており、フランク歯車に接触せずに複数のフランク歯車クリアランスホールを貫通して延びている。
【０００９】
本発明のさらに付加的な特徴によれば、フランク歯車が、強制リングを取り付けるハブを有している。
【００１０】
本発明のさらに付加的な特徴によれば、ばねがばねロッドであり、ばねロッドが、フランク歯車と駆動歯車とを反対方向に回転するように付勢する力を加えるためにロッドリングから強制リングにまで延びながら片持ち式にたわまされる。
【００１１】
本発明の別の付加的な特徴によれば、強制リングは切欠きを備えた円周を有しており、この切欠きは、強制リングを回転させるためのスパナを収容するように成形されて強制リングに形成されている。
【００１２】
本発明の別の付加的な特徴によれば、フランク歯車は、駆動歯車と同軸的にこの駆動歯車に隣接して駆動シャフトに取り付けられており、フランク歯車は、駆動シャフトを中心に回動自在である。
【００１３】
本発明の付加的な特徴によれば、駆動歯車は、この駆動歯車に形成されたボアを有しており、駆動歯車のボアに配置されるブシュが設けられている。
【００１４】
本発明の付加的な特徴によれば、ブシュは、このブシュに形成された段付円錐状の内部孔を有しており、フランク歯車は、このフランク歯車に形成されたねじ山付きのピンボアを有しており、ブシュの段付円錐状の内部孔に適合する案内端部と、ねじ山付きピンボアに配置されるねじ山付き端部とを有するねじ山付きピンが設けられており、このねじ山付きピンは、第１の位置においてフランク歯車を駆動歯車と整合させ、第２の位置において駆動歯車に対するフランク歯車の移動を制限するという２つの目的のためにブシュと協働する。
【００１５】
本発明の付随する特徴によれば、強制リングは、ねじ山付きピンボアに配置されたピンへのアクセスを許容するために、フランク歯車のねじ山付きピンボアと整合可能な、強制リングに形成された強制リングボアを有している。
【００１６】
本発明の他の特徴は、添付の請求項に示されている。
【００１７】
本発明は本願にアンチバックラッシ歯車の実施例として説明及び記載されているが、示された詳細に制限されるものではない。なぜならば、本発明の思想から逸脱することなしに、請求項の同等の範囲内において様々な変更及び構造的変更が行われてよいからである。
【００１８】
しかしながら、本発明の構成は、本発明の付加的な目的及び利点と共に、添付の図面を参照しながら読んだときに、特定の実施例の以下の説明から最もよく理解されるであろう。
【００１９】
【発明の実施の形態】
全ての図面において、互いに対応するサブフィーチャ及び一体的部分は、それぞれの場合において同じ参照符合を有する。まず図１を詳しく参照すると、アンチバックラッシ歯車アセンブリの分解斜視図が示されている。アンチバックラッシ歯車アセンブリは、歯１′を有する駆動歯車１と、アンチバックラッシトルク部材を形成した歯２′を有するフランク歯車２とを有している。駆動歯車１とフランク歯車２とは、互いに隣接して共通の軸に同軸的に取り付けることができ、同軸的に取り付けられた両歯車１，２の歯１′，２′と係合する十分な面幅を有する、図示していない駆動される第３の歯車と共通して噛み合う。駆動歯車１の歯１′は、第３の歯車の歯の一方の側に対して当接するのに対し、フランク歯車２の歯２′は、第３の歯車の歯の反対側に当接する。駆動歯車１は共通の軸に堅く取り付けられており、フランク歯車２は回動自在である。
【００２０】
ロッドリング４は、段付ボルト９を介して駆動歯車１の一方の側に取り付けられており、前記段付ボルト９は、ロッドリング４を駆動歯車１上の所定の位置に正確にロックする。複数のばねロッド８が、ロッドリング４に堅く取り付けられており、ロッドリング４から駆動歯車１及びフランク歯車２に個々に形成されたクリアランスホール１３，１７内へ片持ちされながら延びている。ばねロッド８は、駆動歯車１及びフランク歯車１のいずれにも接触せずに駆動歯車１及びフランク歯車２のクリアランスホール１３，１７を貫通しており、アンチバックラッシトルクを提供するために片持ばり又はばねとして機能する。各歯車１，２におけるクリアランスホール１３，１７は、ばねロッド８の湾曲を許容するために周方向にずれている。強制リング３は、フランク歯車２のハブ１２を包囲しながら周方向で配置されており、さらに強制リング３を貫通して、フランク歯車２に形成されたボア内へ挿入可能な位置決めピン１０によって、回転方向で位置決めされる。強制リング３は、さらに２つのねじ１１によってフランク歯車２上の所定の位置に保持される。強制リング３は、フランク歯車２のクリアランスホール１７に対応する、周方向にずれた複数の収容孔１４をも有しており、フランク歯車２から突出したばねロッド８を収容する。強制リング３は、収容孔の位置が、収容孔１４を貫通するためにばねロッド８が片持ちされながら湾曲することを必要とするように、フランク歯車２に取り付けられている。片持ちされたばねロッド８のたわみの平面は、アンチバックラッシ歯車センブリの半径に対して垂直である。たわみは、２つの隣接した歯車１、２の間にトルクを生ぜしめる。複数のばねロッド８を円形の配列に配置することにより、大きなアンチバックラッシトルク値が生ぜしめられる。
【００２１】
同軸的に取り付けられた２つの歯車１，２の間のばねロッド８は、歯車１，２に間のねじり力を提供する。静止状態では、各歯車１，２は、図示していない第３の歯車の歯に、同じ歯接触力を反対方向で提供し、第３の歯車の正味の駆動力はない。駆動歯車１に駆動力が加えられるとこのバランスが排除され、正味の駆動力が運動を生ぜしめ、堅く固定された駆動歯車１の歯の接触を増大させる。反対方向のトルクが加えられると、駆動歯車１の歯の接触力が低減するが、ばねロッド８のばね力の限界にまで歯の接触を維持するために、零より大きく保たれる。
【００２２】
アンチバックラッシ歯車アセンブリの組付け又は取外し作業中にフランク歯車２を整合させる機能を行うために、また、相対的な歯車の歯１′，２′の最大移動を制限するために、硬化されたブシュ７及びピン６が設けられている。硬化されたブシュ７は、駆動歯車１の側部に形成されたカウンタボア１８に圧入される。硬化されたブシュ７は、フランク歯車整合の機能の間の移行のために及び相対的な歯１′，２′の移動を制限するために、ピン６の一方の端部に適合した導入円錐面１５を有している。ピン６は、フランク歯車２に形成されたねじ山付き孔１９に取り付けられている。硬化したブシュ７から離れる方向へのピン６の移動経路は、強制リング３によって制限されている。強制リング３は、この強制リング３に形成された孔２０を有しており、この孔２０は、ピン６の六角ヘッドへのアクセスを許容するように十分に大きいが、ピン６よりも狭幅である。この場合、ピン６の位置は、強制リング３に設けられた孔２０を介して調節スパナによって調節することができる。このことは、２つの機能を行うことができるように適切な移動を提供するためにピン６の位置を適切に調整することができることを保証する。
【００２３】
強制リング３には切欠き１６が設けられている。切欠き１６は、強制リング３を回転させるためにスパナによって係合されるように構成されている。
【００２４】
図２には、組み立てられた状態のアンチバックラッシ歯車アセンブリが斜視図で示されている。
【００２５】
図３には、強制リング３から見た、組み立てられたアンチバックラッシ歯車アセンブリの正面図が示されている。
【００２６】
図４は、組立てられたアンチバックラッシ歯車アセンブリの側面図である。
【００２７】
図５には、駆動シャフト２１に取り付けられたロッドリング４から見た、組み立てられたアンチバックラッシ歯車アセンブリの後面図である。
【００２８】
本発明の別の適用例が、柔軟で、静粛で、従順なタイプの駆動適用例において使用されるであろう。このような環境においては、ばねロッド８は、駆動歯車と被駆動歯車との間にトルクを伝達する。低いばね率は、大きな被駆動質量と相俟って、低い共振振動数を提供し、このことは、駆動の妨害を低減するために望ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるアンチバックラッシ歯車の概略的な分解斜視図である。
【図２】組み立てられた状態におけるアンチバックラッシ歯車の上部の斜視図である。
【図３】アンチバックラッシ歯車の正面図である。
【図４】アンチバックラッシ歯車の側面図である。
【図５】アンチバックラッシ歯車の後面図である。
【符号の説明】
１ 駆動歯車、 １′ 歯、 ２ フランク歯車、 ２′ 歯、 ３ 強制リング、 ４ ロッドリング、 ６ ピン、 ７ ブシュ、 ８ ばねロッド、 ９ 段付ボルト、 １０ 位置決めピン、 １３，１７ クリアランスホール、１５ 導入円錐面、 １６ 切欠き、 １８ カウンタボア、 １９ ねじ山付き孔、 ２０ 孔、 ２１ 駆動軸

Claims (9)

1. アンチバックラッシ歯車アセンブリにおいて、
   駆動歯車が設けられており、該駆動歯車が、該駆動歯車に形成された複数の駆動歯車クリアランスホールを有しており、また、前記駆動歯車を駆動するための駆動シャフトに定置に取り付け可能であり、
   前記駆動歯車に固定されたロッドリングが設けられており、
   フランク歯車が設けられており、該フランク歯車が、前記駆動歯車クリアランスホールに対応する、前記フランク歯車に形成された複数のフランク歯車クリアランスホールを有しており、
   強制リングが設けられており、該強制リングが、該強制リングに形成された複数の収容孔を有しており、また、前記フランク歯車に取り付けられており、
   前記ロッドリングに固定された第１の端部を有していてかつ前記複数の駆動歯車クリアランスホールと前記複数のフランク歯車クリアランスホールとを貫通して前記複数の収容孔内へ延びたばねが設けられており、該ばねが、前記フランク歯車と前記駆動歯車とを反対方向に回転させるように付勢する力を加えるようになっており、
   前記ばねが、ばねロッドであり、該ばねロッドが、前記フランク歯車と前記駆動歯車とを反対方向に付勢する力を加えるために前記ばねロッドが前記ロッドリングから前記強制リングにまで延びながら片持ち式にたわまされるようになっていることを特徴とする、アンチバックラッシ歯車アセンブリ。
2. 前記複数の駆動歯車クリアランスホールと、前記複数のフランク歯車クリアランスホールと、前記複数の収容孔とが全て、互いに回転方向でずらされている、請求項１記載のアンチバックラッシ歯車アセンブリ。
3. 前記ばねが、前記駆動歯車に接触せずに前記複数の駆動歯車クリアランスホールを貫通して延びており、また、前記フランク歯車に接触せずに前記複数のフランク歯車クリアランスホールを貫通して延びている、請求項２記載のアンチバックラッシ歯車アセンブリ。
4. 前記フランク歯車が、前記強制リングを取り付けるハブを有している、請求項１記載のアンチバックラッシ歯車アセンブリ。
5. 前記強制リングが、該強制リングを回転させるためにスパナを収容するように成形された、前記強制リングに形成された切欠きを備えた円周を有している、請求項１記載のアンチバックラッシ歯車アセンブリ。
6. 前記フランク歯車が、前記駆動歯車と同軸的に該駆動歯車に隣接して駆動シャフトに取り付けられており、前記フランク歯車が、前記駆動シャフトを中心にして回動自在である、請求項１記載のアンチバックラッシ歯車アセンブリ。
7. 前記駆動歯車が、該駆動歯車に形成されたボアを有しており、前記駆動歯車の前記ボアに配置されたブシュが設けられている、請求項１記載のアンチバックラッシ歯車アセンブリ。
8. 前記ブシュが、該ブシュに形成された段付円錐状の内部孔を有しており、前記フランク歯車が、該フランク歯車に形成されたねじ山付きピンボアを有しており、前記ブシュの前記段付円錐状の内部孔に適合する案内端部と前記ねじ山付きピンボアに配置されるねじ山付き端部とを有するねじ山付きピンが設けられており、該ねじ山付きピンが、前記駆動歯車に前記フランク歯車を整合させかつ前記駆動歯車に対する前記フランク歯車の移動を制限するために、前記ブシュと協働するようになっている、請求項７記載のアンチバックラッシ歯車アセンブリ。
9. 前記強制リングが、前記ねじ山付きピンボアに配置された前記ピンへのアクセスを許容するために前記フランク歯車の前記ねじ山付きピンボアと整合可能な、前記強制リングに形成された強制リングボアを有している、請求項８記載のアンチバックラッシ歯車アセンブリ。

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