JPH07243514A - 歯車変速機のバックラッシ除去装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は歯車変速機の歯車のバックラッシ
を解消するとともに、稼働条件が変わってもバックラッ
シ０の状態を維持できるようにした歯車変速機のバック
ラッシ除去装置を提供する。 【構成】 入力軸２に固着された第１の歯車１３から
第１の伝達歯車２４、伝達軸２３、第２の伝達歯車２
７、第２の歯車１５へと駆動を伝達させ出力軸３に入力
軸２側の回転を変速して伝達させる減速機１において、
第１の歯車１３と噛合する第１のバックラッシ歯車３３
と第２の歯車１５と噛合する第２のバックラッシ歯車３
３との間に両バックラッシ歯車３３，３５に対して相対
的に逆方向のトルクを付与するように第１のバックラッ
シ歯車３３と一体回動する連結軸３２のねじ溝３２ａに
第２のバックラッシ歯車３３を装着しコイルスプリング
３９で両歯車３３，３５を外方に付勢した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばギアドモータ等
の減速又は増速の際にモータ軸に連結して使用する変速
機のバックラッシ除去装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えばギアドモータ等では減速のための
歯車変速機を備えている。図１６に示すような歯車変速
機７０では入力軸７１に固着した第１の歯車７２より駆
動力が伝達される。第１の歯車７２の駆動力は第１の歯
車７２と噛合する第１の伝達歯車７３から伝達軸７４を
介して第２の伝達歯車７５に伝達され、更に、第２の歯
車７６を介して出力軸７７に回転が変速されて伝達され
る。このように歯車変速機は歯車により減速するため、
歯車間のバックラッシに基づいて、がたつきが生じたり
歯車同士の噛み合いの際に異音が発生する等の不具合が
問題であった。また、歯車変速機の回転する軸にロータ
リーエンコーダを並設し、回転量を検出しその検出デー
タに基づいて種々のシステム制御を行う場合がある。し
かし、バックラッシがあるとロータリーエンコーダが正
確に回転量を検出せず、システム制御ができなくなって
しまう。

【０００３】そのため、図１６に示すように、第１の歯
車７２と第２の歯車７６との間には、バックラッシを除
去するために連結軸７８で連結された第１及び第２のバ
ックラッシ歯車７９，８０が並設されている。第２のバ
ックラッシ歯車８０は固定ボルト８１により固定される
ようになっており、バックラッシを除去する場合にはこ
の両バックラッシ歯車７９，８０を互いに逆方向に回動
する。すなわち、図１７に示すように、例えば第１のバ
ックラッシ歯車７９は時計回り方向に回転させ第１の歯
車７２との間のバックラッシを除去し、図１８に示すよ
うに第２のバックラッシ歯車８０は反時計回り方向に回
転させ第２の歯車７６との間のバックラッシを消去する
ようにする。そして、その状態で固定ボルト８１により
第２のバックラッシ歯車８０を固定する。すると、バッ
クラッシが除去された状態で入力軸７１の駆動力は出力
軸７７に伝達されるようになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、バック
ラッシは常に一定ではなく、温度や湿度、更に歯車の歯
の減り具合い等により徐々に変化するため、上記のよう
に固定ボルト８１で固定したとしても状況に応じて調整
し直す必要があった。また、固定ボルト８１でしっかり
締めつけたとしても歯車変速機の振動のため緩んでしま
うこともあり、定期的に締め直す必要があった。

【０００５】本発明の目的は歯車変速機の歯車のバック
ラッシを解消するとともに、稼働条件が変わってもバッ
クラッシ０の状態を維持できるようにした歯車変速機の
バックラッシ除去装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明者は、請求項１の発明では第１の歯車を入力
軸に固着し、同第１の歯車と噛合する第１の伝達歯車を
伝達軸側に装着するととともに、同伝達軸側には第２の
伝達歯車を装着して、出力軸に固着された第２の歯車と
噛合させて、入力軸側の回転を出力軸側に変速して伝達
するようにした歯車変速機において、第１の歯車と噛合
する第１のバックラッシ歯車と第２の歯車と噛合する第
２のバックラッシ歯車との間に両バックラッシ歯車に対
して相対的に逆方向のトルクを付与するトルク付与手段
を介在したことを要旨とする。

【０００７】請求項２の発明では、請求項１の発明の歯
車変速機において、前記トルク付与手段を前記一方のバ
ックラッシ歯車の回動軸心と同軸に固着されるととも
に、他方のバックラッシ歯車と噛合するねじ部材と、両
バックラッシ歯車を互いに逆方向に付勢する付勢部材と
により構成するようにしたことを要旨とする。また、請
求項３の発明では請求項１の発明の歯車変速機におい
て、前記トルク付与手段は前記両バックラッシ歯車間に
懸架されたばね部材と同ばね部材に曲げモーメントを付
与する曲げモーメント付与手段と、同ばね部材に曲げモ
ーメントを付与した状態で固定するばね部材固定手段と
より構成するようにしたことを要旨とする。

【０００８】

【作用】上記の構成とすれば、請求項１の発明では、歯
車変速機の駆動力は入力軸に固着した第１の歯車から第
１の伝達歯車、伝達軸、第２の伝達歯車、第２の歯車と
順に伝達されて出力軸に変速されて伝達される。一方、
第１の歯車と噛合するバックラッシ歯車と第２の歯車と
噛合するバックラッシ歯車とをそれぞれ逆方向にトルク
付与手段によりトルクをかけるため各歯車のバックラッ
シが除去される。請求項２の発明では、一方のバックラ
ッシ歯車の回動軸心と同軸に固着され、他方のバックラ
ッシ歯車と噛合するねじ部材により相対的に両バックラ
ッシ歯車は逆方向に回転する。両バックラッシ歯車を付
勢部材により内部から外方に付勢すると、付勢力はねじ
により両バックラッシ歯車を相対的に逆方向に回転させ
るトルクに変換され、各歯車のバックラッシが除去され
る。

【０００９】また、請求項３の発明では、両バックラッ
シ歯車間に懸架されたばね部材を曲げモーメント付与手
段により曲げて、両バックラッシ歯車を相対的に逆方向
に回転させるトルクを発生させる。そして、ばね部材固
定手段によりばね部材を曲げた状態で固定すれば常時両
バックラッシ歯車にトルクが発生しているため、各歯車
のバックラッシが除去される。

【００１０】

【実施例】以下、本発明にかかる歯車変速機のバックラ
ッシ除去装置の実施例について図面に基づいて詳細に説
明する。 （実施例１）図１〜７に基づいて実施例１を説明する。
図１に示すように歯車変速機たる減速機１の入力軸２は
図示しないモータ軸に連結されてモータからの駆動が伝
達され、出力軸３側へ回転を伝達するようになってい
る。減速機１は入力軸フレーム４及び出力軸フレーム５
により保護されている。尚、以下の説明において入力軸
２側を後方側と言い、出力軸３側を前方側と言う。そし
て後方側から前方をみて右手側を右側方といい、左手側
を左側方という。

【００１１】入力軸２は入力軸フレーム４の後端部に形
成された開口部４ａに挿通され、軸受６により回動自在
に支持されている。入力軸フレーム４は椀状に形成さ
れ、前方側が大きく開口されている。入力軸フレーム４
の前端縁部には出力軸フレーム５との係合部４ｂが形成
されている。入力軸フレーム４の内面側であって、挿通
穴５の左右両側には断面凵状の軸受フランジ１１，１２
が前方側に向かって突出形成されている。開口部４ａの
後端であって、入力軸２の間外周にはオイルシール７が
介在されている。

【００１２】同入力軸２の先端には第１の歯車１３が形
成されている。平歯車よりなる同第１の歯車１３の回転
中心は入力軸２の軸心と一致するように形成されてい
る。第１の歯車１３の歯数は２６、モジュールは１．５
とされている。

【００１３】前記入力軸２の前方の対向する位置であっ
て、出力軸フレーム５の挿通穴５ａには出力軸３が装着
されている。出力軸フレーム５は筒形状に形成され、後
方側が大きく開口されている。出力軸フレーム５の内面
側であって、挿通穴５ａの左右両側には断面凵状の軸受
フランジ１７，１８が後方側に向かって突出形成されて
いる。出力軸フレーム５の挿通穴５ａには蓋８がボルト
９により固着されており、同挿通穴５ａを閉塞するよう
になっている。蓋８と出力軸３との間にはオイルシール
１０が介在されている。出力軸フレーム５の後端縁部に
は入力軸フレーム４との係合部５ｂが形成されている。
出力軸フレーム５と前記入力軸フレーム４とは係合部４
ｂ，５ｂにおいて係合し、減速機１の外郭たる装置フレ
ーム１９を構成している。

【００１４】出力軸３は入力軸２の軸心と一致する位置
に出力軸フレーム５の軸受１４により回動自在に支持さ
れ、先端側は出力軸フレーム５に形成された挿通穴５ａ
より外方に突出されている。出力軸３の後端には第１の
歯車１３に対して歯数及びモジュールの大きな平歯車よ
りなる第２の歯車１５が形成されている。同第２の歯車
１５の歯数は４０、モジュールは１．５とされている。
入力軸フレーム４の下側には載置用の脚部２０が形成さ
れており、減速機１を支持するようになっている。

【００１５】両軸フレーム４，５の左方（図１において
下方）の軸受フランジ１１，１７間には軸受２１，２２
を介して伝達軸２３が回動自在に装着されている。伝達
軸２３の後端寄りには、前記第１の歯車１３と噛合する
平歯車よりなる第１の伝達歯車２４が固着されている。
第１の歯車１３の歯２５の一部と第１の伝達歯車２４の
歯２６の一部と常時噛合状態となっており、両歯車１
３，２４間にはバックラッシが形成されている。尚、第
１の伝達歯車２４の歯数は３３でモジュールは１．５と
されている。

【００１６】伝達軸２３の先端寄りには前記第２の歯車
１５と噛合する平歯車よりなる第２の伝達歯車２７が固
着されている。第２の伝達歯車２７の歯数は２０でモジ
ュールは１．５とされている。第２の伝達歯車２７の歯
２９の一部と第２の歯車１５の歯２８の一部とは常時噛
合状態となっており、両歯車１５，２７間にはバックラ
ッシが形成されている。

【００１７】一方、両軸フレーム４，５の右方（図１に
おいて上方）の軸受フランジ１２，１８間には軸受３
０，３１を介してねじ部材（トルク付与手段）たる連結
軸３２が回動自在に装着されている。連結軸３２の前方
外周には右ねじのねじ溝３２ａが形成されている。連結
軸３２の後端寄りには、前記第１の歯車１３と噛合する
平歯車よりなる第１のバックラッシ歯車３３が固着され
ている。第１の歯車１３の歯２５の一部と第１のバック
ラッシ歯車３３の歯３４の一部と常時噛合状態となって
おり、両歯車１３，３３間にはバックラッシが形成され
ている。尚、第１のバックラッシ歯車３３の歯数及びモ
ジュールは第１の伝達歯車２４と同じとされている。

【００１８】連結軸３２の先端寄りであって、前記ねじ
溝３２ａ外周には前記第２の歯車１５と噛合する平歯車
よりなる第２のバックラッシ歯車３３が固着されてい
る。第２のバックラッシ歯車３５は円環状に形成されて
おり、内周面には右ねじのねじ溝３５ａが形成されてい
る。第２のバックラッシ歯車３３は第２の伝達歯車２７
の歯数及びモジュールと同じとされている。第２のバッ
クラッシ歯車３５の歯３７の一部と第２の歯車１５の歯
３８の一部とは常時噛合状態となっており、両歯車１
５，３５間にはバックラッシが形成されている。

【００１９】連結軸３２のねじ溝３２ａと第２のバック
ラッシ歯車３５のねじ溝３５ａとは複数の鋼球３６を介
して噛合状態とされている。すなわち、連結軸３２と第
２のバックラッシ歯車３５はボールねじとなっており、
第２のバックラッシ歯車３５が連結軸３２に沿って前後
に移動する際には連結軸３２との間の摩擦が極力軽減さ
れるようになっている。連結軸３２の外周であって、第
１及び第２のバックラッシ歯車３３，３５間には、両バ
ックラッシ歯車３３，３５を互いに外方に付勢する付勢
部材（トルク付与手段）たるコイルスプリング３９が装
着されている。

【００２０】次に、図１〜４に基づいて両バックラッシ
歯車３３，３５によるバックラッシ除去機構についてよ
り詳しく説明する。第１のバックラッシ歯車３３と一体
に形成された連結軸３２に対して第２のバックラッシ歯
車３５が固着されている。従って、両バックラッシ歯車
３３，３５は相対的に逆方向に回転する歯車となる。図
１及び図２に示すように第１のバックラッシ歯車３３は
コイルスプリング３９により後方側に付勢されている。
連結軸３２のねじ溝３２ａは右ねじであるため、付勢状
態にあっては第１のバックラッシ歯車３３には常に前方
からみて時計回り方向のトルクが付与されている。そし
て、図２に示すように、第１のバックラッシ歯車３３の
歯３４は下方側のピッチ点３４ａにおいて第１の歯車１
３の歯２５の上方側のピッチ点２５ａと押圧状態で接し
ている。従って、第１のバックラッシ歯車３３と第１の
歯車１３との間でのバックラッシが除去されている。

【００２１】一方、図１及び図３に示すように第２のバ
ックラッシ歯車３５はコイルスプリング３９により前方
側に付勢されている。第２のバックラッシ歯車３５は第
１のバックラッシ歯車３３とは逆方向に回転するため、
付勢状態にあっては常に前方からみて反時計回り方向の
トルクが付与されている。そして、図３に示すように第
２のバックラッシ歯車３５の歯３７の上方側のピッチ点
３７ａは第２の歯車１５の歯３８の下方側のピッチ点３
８ａと押圧状態で接している。従って、第２のバックラ
ッシ歯車３５と第２の歯車１５との間でのバックラッシ
が除去されている。

【００２２】図１及び図４に示すように、第１のバック
ラッシ歯車３３からのトルクが伝達された第１の歯車１
３は反時計回り方向のトルクが発生している。この状態
下で第１の歯車１３の歯２５は上方側のピッチ点２５ａ
において第１の伝達歯車２４の歯２５の下方側のピッチ
点２５ａと押圧状態で接している。従って、第１の伝達
歯車２４と第１の歯車１３との間でのバックラッシが除
去されている。

【００２３】一方、図５に示すように、第２のバックラ
ッシ歯車３５からのトルクが伝達された第２の歯車１５
は時計回り方向のトルクが発生している。そして、図５
で示すように第２の歯車３５の歯３４は下方側のピッチ
点３４ａにおいて第２の伝達歯車２７の歯２９の上方側
のピッチ点２９ａと押圧状態で接している。従って、第
２の伝達歯車２７と第２の歯車１５との間でのバックラ
ッシが除去されている。

【００２４】すなわち、コイルスプリング３９の付勢力
に基づく第１のバックラッシ歯車３３のトルクが第１の
歯車１３、第１の伝達歯車２４、伝達軸２３、第２の伝
達歯車２９、第２の歯車１５、第２のバックラッシ歯車
３５へと伝達され連結軸３２から第１のバックラッシ歯
車３３へと一巡してバランスが保たれている。このトル
クは第２のバックラッシ歯車３５から見れば逆に第２の
歯車１５、第２の伝達歯車２７、伝達軸２３、第１の伝
達歯車２４、第１の歯車１３、第１のバックラッシ歯車
３３へと伝達されていると考えることもできる。いずれ
にしても結果的に、コイルスプリング３９に基づく両バ
ックラッシ歯車３３，３５のトルクが各歯車間における
バックラッシを効果的に除去する。

【００２５】次に本実施例の減速機１の作用を説明す
る。図６に示すように、図示しないモータの駆動をうけ
て、前方から見て反時計回り方向に入力軸２が回転する
と、まず第１の歯車１３から第１の伝達歯車２４にその
駆動が伝達される。第１の伝達歯車２４から更に伝達軸
２３、第２の伝達歯車２７、第２の歯車１５へと駆動が
伝達され、出力軸３へと回転は伝達される。小歯車たる
第１の歯車１３から大歯車たる第２の歯車１５の回転に
変換されるため、出力軸３は減速回転させられることと
なる。

【００２６】一方、第１のバックラッシ歯車３３は図２
で示すように入力軸２の回転方向とは逆方向に回転する
トルクが作用して、前記の如く第１の歯車１３とのバッ
クラッシが除去されている。しかし、その結果、第１の
歯車１３の回転方向に対して第１のバックラッシ歯車３
３との接点がないため、入力軸２が回転しても第１の歯
車１３の駆動力は直接的には第１のバックラッシ歯車２
６へは伝達されない。すなわち、出力軸３への駆動伝達
には直接的には寄与しない。

【００２７】図６の矢印で示すように入力軸２の駆動は
第１の歯車１３から、まず第１の伝達歯車２４に伝達さ
れ、第１の伝達歯車２４から伝達軸２３、第２の伝達歯
車２７、第２の歯車１５、第２のバックラッシ歯車３
５、連結軸３２と経由して第１のバックラッシ歯車２６
へ伝達される。すなわち、第１のバックラッシ歯車３３
は第１の歯車１３が回転を始めると同時に、伝達軸２３
側から迂回して伝達された駆動力をうけて第１の歯車１
３と共に共回りすることとなる。そして、その際には第
１のバックラッシ歯車３３と第１の歯車１３との間での
バックラッシが除去された状態を維持しつつ回転するこ
ととなる。

【００２８】次に、図示しないモータが逆転した場合の
作用について説明する。図７に示すように、入力軸２は
図６の場合とは逆に前方から見て時計回り方向に回転す
る。すると、まず第１の歯車１３から第１のバックラッ
シ歯車３３にその駆動が伝達される。そして、第１のバ
ックラッシ歯車３３から更に連結軸３２、第２のバック
ラッシ歯車３７、第２の歯車１５へと駆動が伝達され、
回転は減速されて出力軸３へと伝達される。

【００２９】一方、第１の伝達歯車２４は図３で示すよ
うに入力軸２の回転方向とは逆方向に回転するトルクが
作用して、前記の如く第１の歯車１３とのバックラッシ
が除去されている。しかし、第１の歯車１３の回転方向
に対して第１の伝達歯車２４との接点がないため、入力
軸２が回転しても第１の歯車１３の駆動力は直接的には
第１の伝達歯車２４へは伝達されないこととなる。すな
わち、出力軸３への駆動伝達には直接的には寄与しな
い。

【００３０】図７の矢印で示すように入力軸２の駆動
は、第１の歯車１３からまず第１のバックラッシ歯車３
３に伝達され、その後連結軸３２、第２のバックラッシ
歯車３５、第２の歯車１５、第２の伝達歯車２７、伝達
軸２３と経由して第１の伝達歯車２４へ伝達される。す
なわち、第１の伝達歯車２４は第１の歯車１３が回転を
始めると同時に、連結軸３２側から迂回して伝達された
駆動力をうけて第１の歯車１３と共に共回りすることと
なる。そして、その際には第１の伝達歯車２４と第１の
歯車１３との間でのバックラッシが除去された状態を維
持しつつ回転することとなる。

【００３１】このように、入力軸２の回転方向が変わる
ことにより、第１の歯車１３から直接的に駆動力を受け
る歯車は、第１の伝達歯車２４或いは第１のバックラッ
シ歯車３３となる。そして、各歯車間のバックラッシは
入力軸２がいずれの方向に回転しても除去された状態を
維持する。

【００３２】以上のように構成することにより本実施例
１は次のような効果を奏する。 （１）コイルスプリング３９の付勢力により、第１のバ
ックラッシ歯車３３と第２のバックラッシ歯車３５とが
互いに逆方向のトルクを発生する。このトルクにより第
１の歯車１３と第１の伝達歯車２４とのバックラッシ、
第２の伝達歯車２７と第２の歯車１５とのバックラッ
シ、第２の歯車１５と第２のバックラッシ歯車３５との
バックラッシ及び第１のバックラッシ歯車３３と第１の
歯車１３とのバックラッシがそれぞれ除去される。従っ
て、歯車同士の噛み合いの際に異音が発生する等の不具
合が生ずることがなく、出力軸３等にロータリーエンコ
ーダを装着して回転量を検出する場合も、軸３は常に遊
びがないため正確な回転量が計測できることとなる。

【００３３】（２）温度差や乾湿、更に歯車の歯の磨耗
によりバックラッシ量に多少変動があっても、コイルス
プリング３９の緩衝作用により自動的に調節される。 （３）連結軸３２と第２のバックラッシ歯車３５とはボ
ールねじとなっているため、第２のバックラッシ歯車３
５を連結軸３２に対して回動させる際の摩擦が少ない。
従って、第２のバックラッシ歯車３５にトルクを発生さ
せるためのコイルスプリング３９のばね強度が場合にボ
ールねじを使用しない場合と比較してより小さいもので
よい。

【００３４】（４）入力軸３を前方から見て反時計回り
方向に入力軸２が回転すると、第１の歯車１３から第１
の伝達歯車２４にその駆動が伝達され、伝達軸２３側よ
り出力軸３に駆動が伝達される。また、逆に時計回り方
向に入力軸２が回転すると、第１の歯車１３から第１の
バックラッシ歯車３３にその駆動が伝達され、連結軸３
２側より出力軸３に駆動が伝達される。そして、どちら
に回転させても、各歯車間のバックラッシが除去された
状態を維持しつつ駆動は出力軸３に伝達されるようにな
っている。

【００３５】（５）連結軸３２の前方にはねじ溝３２ａ
が形成されており、第２のバックラッシ歯車３５は連結
軸３２のねじ溝３２ａ外周を前後移動可能となってい
る。従って、入力軸２と出力軸３との距離が厳密に計測
されていなくとも現場で微調整することができる。ま
た、入力軸２と出力軸３との間隔の異なる他機種に応用
する場合には第２のバックラッシ歯車３５を移動すれば
別途設計せずとも援用することが可能である。 （実施例２）図４及び図５、図８〜図１４に基づいて実
施例２の減速機１を説明する。尚、実施例１と共通する
部材についてはその作用、効果とも同様であるため共通
番号を付して、詳しい説明を省略する。

【００３６】図８に示すように、入力軸フレーム４に形
成された右側方（図８において上方）の軸受１２と出力
軸フレーム５に形成された同じく右側方の軸受１８の間
には軸受３０，３１を介して連結軸４６が回動自在に装
着されている。連結軸４６の後端寄りには、前記第１の
歯車１３と噛合する平歯車よりなる第１のバックラッシ
歯車４７が固着されている。第１の歯車１３の歯２５の
一部と第１のバックラッシ歯車４７の歯４８の一部と常
時噛合状態となっており、両歯車１３，４７間にはバッ
クラッシが形成されている。尚、第１のバックラッシ歯
車４７の歯数及びモジュールは第１の伝達歯車２４と同
じとされている。図９（ａ）に示すように第１のバック
ラッシ歯車４７の外周寄りの１８０度対向する位置に
は、一対の長孔４７ａが第１のバックラッシ歯車４７の
前面側から後面側まで貫通状態に形成されている。

【００３７】図８及び図９（ａ）に示すように、第１の
バックラッシ歯車４７の前面側であって、連結軸４６に
は回転盤４９が同第１のバックラッシ歯車４７に隣接し
て装着されている。回転盤４９は中央に連結軸４６が挿
通される挿通孔４９ａが形成され、連結軸４６が挿通さ
れた状態で回動可能とされた円盤状の環体である。回転
盤４９の外周縁には図示しないレンチを装着して回転さ
せる際の係止部としての凹部５０が所定間隔で６か所に
形成されている。回転盤４９の外周寄りであって１８０
度対向する位置には、前記第１のバックラッシ歯車４７
の長孔４７ａと対応する長孔４９ｂが形成されている。
長孔４９ｂの内周側には挿通孔４９ａを包囲するように
８つの小孔４９ｃが等間隔で穿設されている。回転盤４
９と第１のバックラッシ歯車４７の両長孔４７ａ，４９
ｂにはばね部材固定手段たる固定ピン５１ａが挿通さ
れ、固定ナット５１ｂにより回転盤４９と第１のバック
ラッシ歯車４７とは一体的に固定されている。回転盤４
９と第１のバックラッシ歯車４７とは両長孔４７ａ，４
９ｂの重複する範囲において相対的に回動可能となって
いる。

【００３８】図８及び図１０に示すように、連結軸４６
の先端寄りには前記第２の歯車１５と噛合する平歯車よ
りなる第２のバックラッシ歯車５２が固着されている。
第２のバックラッシ歯車５２は第２の伝達歯車２７の歯
数及びモジュールと同じとされている。第２のバックラ
ッシ歯車５２の歯５３の一部と第２の歯車１５の歯３８
の一部とは常時噛合状態となっており、両歯車１５，５
２間にはバックラッシが形成されている。図１０に示す
ように、第２のバックラッシ歯車５２の後面には円周方
向に沿って、前記第１のバックラッシ歯車４７の小孔４
９ｃに対応する８つの小孔５２ａが穿設されている。両
小孔４９ｃ，５２ａには、ばね部材（トルク付与手段）
たる２本の硬鋼線材よりなる断面円形のスプリングシャ
フト５４の両端部がそれぞれ挿入されて懸架状態に保持
されている。スプリングシャフト５４の径は６ｍｍとさ
れている。

【００３９】次に、図４及び図５乃至は図１１及び１２
に基づいて両バックラッシ歯車４７，５２によるバック
ラッシ除去機構についてより詳しく説明する。まず、１
本のスプリングシャフト５４を両小孔４９ｃ，５２ａ間
に懸架する。もう一方のスプリングシャフト５４は１８
０度対向する位置に同様に対向する小孔間に懸架する。
この状態では、未だ両バックラッシ歯車４７，５２間に
スプリングシャフト５４のトルクに基づく回転力は発生
していない。また、回転盤４９も第１のバックラッシ歯
車４７に対して固定されていない。この状態で長孔４７
ａ，４９ｂ内には固定ピン５１ａを仮に挿通しておく。
次いで、回転盤４９を前方から見て反時計回り方向に回
転させて、両スプリングシャフト５４に曲げモーメント
を与え、時計回り方向のトルクを発生させる。図１１の
ように回転盤４９に前方から見て時計回り方向にトルク
が付与された状態で、固定ピン５１ａ先端の固定ナット
５１ｂを締め、回転盤４９を第１のバックラッシ歯車４
７に対して固定する。すると、第１のバックラッシ歯車
４７には常時時計回り方向のトルクが付与されることと
なる。

【００４０】図１１に示すように、第１のバックラッシ
歯車４７の歯４８は下方側のピッチ点４８ａにおいて第
１の歯車１３の歯２５の上方側のピッチ点２５ａと押圧
状態で接している。従って、第１のバックラッシ歯車３
３と第１の歯車１３との間でのバックラッシが除去され
ている。

【００４１】一方、図１２に示すように第２のバックラ
ッシ歯車５２は両スプリングシャフト５４のトルクによ
り、第１のバックラッシ歯車４７とは相対的に逆方向の
トルクが付与されることとなる。そして、図１２に示す
ように第２のバックラッシ歯車５２の歯５３の上方側の
ピッチ点５３ａは第２の歯車１５の歯３８の下方側のピ
ッチ点３８ａと押圧状態で接している。従って、第２の
バックラッシ歯車３５と第２の歯車１５との間でのバッ
クラッシが除去されている。

【００４２】図４及び図５に基づいて実施例１で説明し
たように、実施例２においても第１のバックラッシ歯車
３３からのトルクが伝達された第１の歯車１３は反時計
回り方向のトルクが発生している。この状態下で第１の
歯車１３の歯２５は上方側のピッチ点２５ａにおいて第
１の伝達歯車２４の歯２５の下方側のピッチ点２５ａと
押圧状態で接して、バックラッシが除去されている。ま
た、第２の伝達歯車２７と第２の歯車１５との間でのバ
ックラッシが除去されていることも実施例１と同様であ
る。

【００４３】すなわち、両スプリングシャフト５４のト
ルクに基づく第１のバックラッシ歯車４７の回転力が第
１の歯車１３、第１の伝達歯車２４、伝達軸２３、第２
の伝達歯車２９、第２の歯車１５、第２のバックラッシ
歯車５２へと伝達され連結軸４６から第１のバックラッ
シ歯車４７へと一巡してバランスが保たれている。一
方、この回転力は第２のバックラッシ歯車５２から見れ
ば逆に第２の歯車１５、第２の伝達歯車２７、伝達軸２
３、第１の伝達歯車２４、第１の歯車１３、第１のバッ
クラッシ歯車５２へと伝達されていると考えることもで
きる。いずれにしても結果的に、両スプリングシャフト
５４に基づくトルクが各歯車間におけるバックラッシを
効果的に除去する。

【００４４】次に実施例２の減速機１の作用を説明する
が、基本的に実施例２の作用は実施例１と同様であるた
め説明は簡略化する。図１３に示すように、図示しない
モータの駆動をうけて、前方から見て反時計回り方向に
入力軸２が回転すると、すると第１の歯車１３、第１の
伝達歯車２４、伝達軸２３、第２の伝達歯車２７、第２
の歯車１５へと駆動が伝達され、出力軸３へと回転は伝
達される。小歯車たる第１の歯車１３から大歯車たる第
２の歯車１５の回転に変換されるため、出力軸３は減速
回転させられることとなる。

【００４５】一方、第１のバックラッシ歯車４７は図１
１で示すように入力軸２の回転方向とは逆方向に回転す
るトルクが作用するため、入力軸２の回転力は直接的に
は第１のバックラッシ歯車２６へは伝達されない。図１
３の矢印で示すように入力軸２の駆動は、第１の歯車１
３、第１の伝達歯車２４、伝達軸２３、第２の伝達歯車
２７、第２の歯車１５、第２のバックラッシ歯車５２、
連結軸４６と迂回して第１のバックラッシ歯車４７へと
伝達される。

【００４６】次に、図示しないモータが逆転した場合の
作用について説明する。図１４に示すように、入力軸２
は図１３の場合とは逆に前方から見て時計回り方向に回
転する。そして、駆動力は第１の歯車１３、第１のバッ
クラッシ歯車４７、連結軸４６、第２のバックラッシ歯
車３７、第２の歯車１５へと駆動が伝達され、回転は減
速されて出力軸３へと伝達される。

【００４７】一方、第１の伝達歯車２４は入力軸２の回
転方向とは逆方向に回転するトルクが作用するため、入
力軸２が回転しても第１の歯車１３の駆動力は直接的に
は第１の伝達歯車２４へは伝達されないこととなる。

【００４８】図１４の矢印で示すように入力軸２の駆動
は、第１の歯車１３、第１のバックラッシ歯車４７、連
結軸４６、第２のバックラッシ歯車５２、第２の歯車１
５、第２の伝達歯車２７、伝達軸２３と迂回して第１の
伝達歯車２４へ伝達される。

【００４９】以上のように構成することにより本実施例
２は次のような効果を奏する。 （１）両スプリングシャフト５４のトルクにより、第１
のバックラッシ歯車４７と第２のバックラッシ歯車５２
とが互いに逆方向の回転力を付与される。このトルクに
より第１の歯車１３と第１の伝達歯車２４とのバックラ
ッシ、第２の伝達歯車２７と第２の歯車１５とのバック
ラッシ、第２の歯車１５と第２のバックラッシ歯車５２
とのバックラッシ及び第１のバックラッシ歯車４７と第
１の歯車１３とのバックラッシがそれぞれ除去される。
従って、歯車同士の噛み合いの際に異音が発生する等の
不具合が生ずることがなく、出力軸３等にロータリーエ
ンコーダを装着して回転量を検出する場合も、軸３は常
に遊びがなく正確な回転量が計測できることとなる。

【００５０】（２）温度差や乾湿、更に歯車の歯の磨耗
によりバックラッシ量に多少変動があっても、両スプリ
ングシャフト５４の緩衝作用により自動的に調節され
る。 （３）第１のバックラッシ歯車４７と回転盤４９との相
対回動量を変えて固定すれば、スプリングシャフト５４
のねじり量を大きくすることも少なくすることもでき
る。すなわち、ねじり量を大きくすればそれだけトルク
も大きくなり強い相対回転力が第１のバックラッシ歯車
４７と第２のバックラッシ歯車５２との間に発生するこ
ととなり、確実に各歯車のバックラッシを除去すること
ができる。

【００５１】（４）回転盤４９と第２のバックラッシ歯
車５２間には１８０度対向する位置に２本のスプリング
シャフト５４が配設されている。従って、バランスよく
両バックラッシ歯車４７，５２を相対回転させることが
できる。

【００５２】（５）全ての歯車をセッティングした後
に、回転盤４９を回転させて固定ピン５１ａとナット５
１ｂで固定するだけで、簡単にバックラッシを除去でき
る。また、回転盤４９を回転させる際も、凹部５０に対
応するレンチを装着することで大きな力は不要となる。
尚、凹部５０の数は６か所未満１か所以上でもよく、ま
た７か所以上でもよい。

【００５３】その他、実施例１の（４）の効果も実施例
２において同様に奏される。以上、本発明の実施例につ
いて詳述したが、本発明は他の態様に変更して実施する
ことも可能である。

【００５４】上記実施例１及び２では減速機１に応用
したが、これを増速機に応用するようにしてもよい。こ
の場合でも、歯車による駆動伝達のバックラッシ除去の
問題が生ずるからである。

【００５５】上記実施例以外の歯車の車数及びモジュ
ールとすることも自由である。 上記実施例１ではトルク付与手段としてコイルスプリ
ング３９を使用したが、図１５に示すような板スプスリ
ング５５を用いることも可能である。この場合でも両バ
ックラッシ歯車３３，３５には相対的なトルクが発生す
るからである。

【００５６】上記実施例２では硬鋼線材よりなるスプ
リングシャフト５４を用いたが、その他ピアノ線、オイ
ルテンパ線、炭素工具鋼、マンガン鋼、シリコン−マン
ガン鋼、シリコン−クロム鋼、マンガン−クロム鋼、ク
ロム−バナジウム鋼、マンガン−クロム−バナジウム
鋼、ボロン添加鋼、ニッケル−クロム−モリブデン鋼等
のばね鋼を使用してもよい。また、細線を束ねて使用し
てもよく、これら線材を組合せて使用することも自由で
ある。

【００５７】上記実施例２では２本のスプリングシャ
フト５４を用いたが、８つの小孔４９ｃ，５２ａが穿設
されているためスプリングシャフト５４は最高８本まで
装着することができる。従って、装着するスプリングシ
ャフト５４の数を変更することで簡単にトルクの調整を
することができる。また、同じトルクを得る場合に、径
の異なるスプリングシャフト５４を用いてもよい。例え
ば上記実施例２ではスプリングシャフト５４の径は６ｍ
ｍであったが、８つの小孔４９ｃ，５２ａとも使用する
場合では径は３ｍｍでよい。従って、所望のトルクを得
るために様々な径のスプリングシャフト５４をを組み合
わせて使用することも可能である。

【００５８】上記実施例２では原則としてそれぞれ対
向する小孔４９ｃ，５２ａにスプリングシャフト５４を
装着するようにしていた。しかし、対向位置以外の小孔
４９ｃ，５２ａ同士に装着するようにしてもかまわな
い。また、小孔４９ｃ，５２ａの数は必ずしも８つに限
定されることはなく７つ以下でもよく９つ以上でもよ
い。これら小孔４９ｃ，５２ａは等間隔であれば、スプ
リングシャフト５４をバランスよく装着できるため好ま
しいが、必ずしも等間隔でなくともよい。

【００５９】回転盤４９を回転させるための、レンチ
装着部たる凹部５０は他の手段を用いてもよい。例えば
回転盤４９の外周に挿通孔を穿設し、ここにバール等の
長尺状の部材を挿入し、回転させるようにしてもよい。
また、必ずしもなくともよい。

【００６０】その他、本発明はバックラッシ歯車に逆方
向のトルクを与えるようなトルク付与手段が介在されて
いれば、歯車変速機として様々に設計変更したもの、例
えば遊星歯車機構を有するようなものであっても応用で
きる等、その主旨を逸脱しない範囲において変更して実
施することは自由である。

【００６１】付記 以上の実施例によって把握されるその他の技術的思想に
ついて、その効果とともに以下に記載する。

【００６２】（１）請求項３における曲げモーメント付
与手段として、バックラッシ歯車と同軸で回転可能な回
転盤にばね部材の一端を固定し、同回転盤をバックラッ
シ歯車との間で相対回転させてばね部材に曲げモーメン
トを付与するようにすること。これにより、全ての歯車
を組み合わせた後に、回転盤を回転させれば簡単にバッ
クラッシを除去することができる。

【００６３】（２）（１）において更にばね部材固定手
段として、回転盤とバックラッシ歯車４７に長孔を形成
し、両長孔に対して固定部材を装着して固定するように
する。これにより、長孔にて固定位置を変更すること
で、ばね部材のトルクを調整することが可能となる。

【００６４】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１の発明で
は、両バックラッシ歯車にそれぞれ逆方向にトルクをか
けるため、結果として各歯車のバックラッシは例えば温
度や湿度や磨耗等により歯車の歯の条件が変わっても除
去されることとなる。請求項２の発明では請求項１の発
明に加えて、付勢部材による付勢力はねじにより両バッ
クラッシ歯車を相対的に逆方向に回転させるトルクに変
換され、各歯車のバックラッシは請求項１の発明と同様
に除去される。請求項３の発明では、請求項１の発明に
加えてばね部材を曲げモーメント付与手段により曲げた
状態で、固定したため常時両バックラッシ歯車にトルク
が発生しているため、請求項１の発明と同様にバックラ
ッシが除去される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の変速機の実施例１を説明する平断面図
である。

【図２】同じ実施例１の変速機のＡ−Ａ線より見た要部
横断面図である。

【図３】同じ実施例１の変速機のＢ−Ｂ線より見た要部
横断面図である。

【図４】同じ実施例１及び実施例２の変速機のＣ−Ｃ線
より見た要部横断面図である。

【図５】同じ実施例１及び実施例２の変速機のＤ−Ｄ線
より見た要部横断面図である。

【図６】同じ実施例１における変速機の駆動の伝達方向
を説明する要部平面図である。

【図７】同じ実施例１における変速機の駆動の伝達方向
を説明する要部平面図である。

【図８】本発明の変速機の実施例２を説明する平断面図
である。

【図９】同じ実施例２における第１のバックラッシ歯車
の斜視図であり、（ａ）は斜め後方より見た斜視図であ
り（ｂ）は斜め前方よりみた斜視図である。

【図１０】同じ実施例２における第２のバックラッシ歯
車の斜視図である。

【図１１】同じ実施例２の変速機のＥ−Ｅ線より見た要
部横断面図である。

【図１２】同じ実施例２の変速機のＦ−Ｆ線より見た要
部横断面図である。

【図１３】同じ実施例２における変速機の駆動の伝達方
向を説明する要部平面図である。

【図１４】同じ実施例２における変速機の駆動の伝達方
向を説明する要部平面図である。

【図１５】他の実施例の要部を説明する平面図である。

【図１６】従来の歯車変速機を説明する一部破断平面図
である。

【図１７】同じ従来例におけるＭ−Ｍ線より見た要部横
断面図である。

【図１８】同じ従来例におけるＮ−Ｎ線より見た要部横
断面図である。

【符号の説明】

１…変速機たる減速機、２…入力軸、３…出力軸、２４
…第１の伝達歯車、２７…第２の伝達歯車、３３…第１
のバックラッシ歯車、３５…第２のバックラッシ歯車、
３２…ねじ部材（トルク付与手段）たる連結軸、３９…
付勢部材（トルク付与手段）たるコイルスプリング、４
９…曲げモーメント付与手段（トルク付与手段）たる回
転盤、５４…ばね部材（トルク付与手段）たるスプリン
グナット、５１ａ…ばね固定手段（トルク付与手段）た
る固定ピン、５１ｂ…ばね固定手段（トルク付与手段）
たる固定ナット。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の歯車を入力軸に固着し、同第１の
   歯車と噛合する第１の伝達歯車を伝達軸側に装着すると
   とともに、同伝達軸側には第２の伝達歯車を装着して、
   出力軸に固着された第２の歯車と噛合させて、入力軸側
   の回転を出力軸側に変速して伝達するようにした歯車変
   速機において、 第１の歯車と噛合する第１のバックラッシ歯車と第２の
   歯車と噛合する第２のバックラッシ歯車との間に両バッ
   クラッシ歯車に対して相対的に逆方向のトルクを付与す
   るトルク付与手段を介在したことを特徴とする歯車変速
   機のバックラッシ除去装置。
2. 【請求項２】 前記トルク付与手段は前記一方のバック
   ラッシ歯車の回動軸心と同軸に固着されるとともに、他
   方のバックラッシ歯車と噛合するねじ部材と、両バック
   ラッシ歯車を互いに逆方向に付勢する付勢部材とにより
   構成されたことを特徴とする請求項１に記載の歯車変速
   機のバックラッシ除去装置。
3. 【請求項３】 前記トルク付与手段は前記両バックラッ
   シ歯車間に懸架されたばね部材と同ばね部材に曲げモー
   メントを付与する曲げモーメント付与手段と、同ばね部
   材に曲げモーメントを付与した状態で固定するばね部材
   固定手段とより構成されたことを特徴とする請求項１に
   記載の歯車変速機のバックラッシ除去装置。