JPH08219238A - ギヤ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 ギヤのバックラッシュの解消を機械的に図
る。 【構成】 相手方ギヤに噛み合わされる被相手方ギヤ１
５の分割ギヤ１６、１７は嵌挿孔１６ｂ、１７ｂを有し
てシャフト１１に回転可能かつ軸方向に移動可能に挿通
されると共にバネ手段２４により押圧され、分割ギヤ１
６には、分割ギヤ１７に向かって突出して分割ギヤ１７
を回転可能に支承する複数個のギヤ受け突起２０が、シ
ャフトの周りに間隔を開けて形成され、分割ギヤ１７の
嵌挿孔周壁１７ｃには内方に向かって突出しかつシャフ
ト１１に摺接する複数個の摺接突起２１がシャフト１１
の周周り方向でしかもギヤ受け突起２０の間に間隙を開
けて位置するようにして形成され、ギヤ受け突起２０と
隣接する摺接突起２１とには間隙を介して隣接するテー
パ状面２０ｃ、２１ｂが形成され、テーパ状面２０ｃ、
２１ｂにはバネ手段２４により付勢された転動体２５が
間隙を跨いで設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ギヤ同志の噛み合い時
のバックラッシュの解消を機械的な構造で図ることので
きるギヤ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、図１に示すような構造のギヤ
装置が知られている。この図１において、１、２は両端
が図示を略す軸受部に回転可能に支承されたシャフトで
ある。シャフト１には大径ギヤ３と平歯の小径ギヤ４と
が一体の相手方ギヤ５が嵌合固定されている。大径ギヤ
３の歯３ａには図示を略す中間ギヤが噛合されている。
この中間ギヤは例えば図示を略すモータの出力軸に嵌合
固定の出力ギヤに噛合されている。シャフト２には平歯
の被相手方ギヤ６が嵌合固定され、小径ギヤ４の歯４ａ
と被相手方ギヤ６の歯６ａとが噛み合わされている。モ
ータの回転は、図示を略す中間ギヤ、相手方ギヤ５、被
相手方ギヤ６を介して減速又は増速されてシャフト２に
伝達される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来のギヤ装置は、相手方ギヤ５と被相手方ギヤ６との噛
み合せたときに歯面間に遊び（いわゆるバックラッシ
ュ）が存在し、このため、スムーズに相手方ギヤ５の回
転を被相手方ギヤ６に伝達できないという問題、また、
相手方ギヤ５と被相手方ギヤ６との間のバックラッシュ
に基づきガタツキが生じるので大きな騒音が発生すると
いう問題等がある。

【０００４】本発明は、上記の事情に鑑みて為されたも
ので、その目的とするところは、ギヤ同志の噛み合い時
のバックラッシュの解消を機械的な構造で図ることので
きるギヤ装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
のギヤ装置は、相手方ギヤに噛み合わされる被相手方ギ
ヤがその厚さ方向に２分割された分割ギヤから構成さ
れ、該分割ギヤは嵌挿孔をそれぞれ有してシャフトに回
転可能かつ軸方向に移動可能に挿通されると共にバネ手
段により厚さ方向から押圧され、かつ、分割ギヤの一方
には、他方の分割ギヤに向かって突出して他方の分割ギ
ヤを回転可能に支承する複数個のギヤ受け突起が、前記
シャフトの周周り方向に互いに間隔を開けて形成され、
他方の分割ギヤの嵌挿孔周壁には内方に向かって突出し
かつ前記シャフトに摺接する複数個の摺接突起が前記シ
ャフトの周周り方向でしかも前記ギヤ受け突起の間に間
隙を開けて位置するようにして形成され、前記ギヤ受け
突起と該ギヤ受け突起に隣接する摺接突起とには前記間
隙を介して隣接するテーパ状面が形成され、該テーパ状
面には前記バネ手段により付勢された転動体が前記間隙
を跨いで設けられ、前記転動体と前記テーパ状面とは前
記相手方ギヤの回転停止時に協働して前記バネ手段の付
勢力に基づき前記分割ギヤを互いに逆方向に回転させる
ことを特徴とする。

【０００６】好ましくは、前記転動体はボールからな
り、前記各ギヤ受け突起は前記シャフトに摺接する内周
面を備え、前記摺接突起は前記シャフトに摺接する内周
面を備えて前記ギヤ受け突起の突出方向と同方向に突出
され、前記ギヤ受け突起の厚さ方向突出端部と前記摺接
突起の厚さ方向突出端部とに前記テーパ状面が形成さ
れ、該テーパ状面は前記シャフトと協働してボール受け
溝を構成している。

【０００７】本発明の請求項３に記載のギヤ装置は、相
手方ギヤに噛み合わされる被相手方ギヤがその厚さ方向
に３分割されて中央ギヤと該中央ギヤの厚さ方向両側に
配設された両側ギヤとから構成され、該中央ギヤと前記
両側ギヤとは嵌挿孔をそれぞれ有してシャフトに回転可
能かつ軸方向に移動可能に挿通されると共にバネ手段に
より厚さ方向から押圧され、かつ、前記中央ギヤの厚さ
方向両側には、前記両側ギヤに向かってそれぞれ突出し
て該両側ギヤをそれぞれ支承する複数個のギヤ受け突起
が、前記シャフトの周周り方向に互いに間隔を開けて形
成され、前記両側ギヤの嵌挿孔周壁には内方に向かって
突出しかつ前記シャフトに摺接する複数個の摺接突起が
前記シャフトの周周り方向でしかも前記ギヤ受け突起の
間に間隙を開けて位置するようにして形成され、前記ギ
ヤ受け突起と該ギヤ受け突起に隣接する摺接突起とには
前記間隙を介して隣接するテーパ状面が形成され、該テ
ーパ状面には前記バネ手段により付勢された転動体が前
記間隙を跨いで設けられ、前記転動体と前記テーパ状面
とは前記相手方ギヤの回転停止時に協働して前記バネ手
段の付勢力に基づき前記中央ギヤと前記両側ギヤとを互
いに逆方向に回転させることを特徴とする。

【０００８】好ましくは、前記回転力付与部材はボール
からなり、前記中央ギヤの厚さ方向両側に形成された各
ギヤ受け突起は前記シャフトに摺接する内周面を備え、
前記両側ギヤに形成された摺接突起は前記シャフトに摺
接する内周面を備えて前記ギヤ受け突起の突出方向と同
方向に突出され、前記中央ギヤに形成されたギヤ受け突
起の厚さ方向突出端部と前記両側ギヤに形成された摺接
突起の厚さ方向突出端部とに前記テーパ状面が形成さ
れ、該テーパ状面は前記シャフトと協働してボール受け
溝を構成している。

【０００９】

【作用】本発明の請求項１に記載のギヤ装置によれば、
相手方ギヤに噛み合わされる分割ギヤは、相手方ギヤの
回転停止時に転動体に加わる押圧力により互いに逆方向
の回転力が与えられ、被相手方ギヤの回転方向先方側の
歯と回転方向後方側の歯との間に存在する相手方ギヤの
歯に着目すると、例えば、この相手方ギヤの歯の回転方
向先方側の歯先部に被相手方ギヤを構成する分割ギヤの
一方の歯であって回転方向先方側の歯が係合し、その相
手方ギヤの歯の回転方向後方側の歯先部に被相手方ギヤ
を構成する分割ギヤの他方の歯であって回転方向後方側
の歯が係合し、これにより、相手方ギヤの歯が分割ギヤ
の歯と歯とにより挟持され、バックラッシュの解消が図
られる。

【００１０】本発明の請求項３に記載のギヤ装置によれ
ば、相手方ギヤに噛み合わされた中央ギヤと両側ギヤと
は、相手方ギヤの回転停止時に転動体に加わる押圧力に
より互いに逆方向の回転力が与えられ、被相手方ギヤの
回転方向先方側の歯と回転方向後方側の歯との間に存在
する相手方ギヤの歯に着目すると、例えば、この相手方
ギヤの歯の回転方向先方側の歯先部に被相手方ギヤを構
成する中央ギヤの回転方向先方側の歯が係合し、その相
手方ギヤの歯の回転方向後方側の歯先部に被相手方ギヤ
を構成する両側ギヤの回転方向後方側の歯が係合し、こ
れにより、相手方ギヤの歯が被相手方ギヤの歯と歯とに
より挟持され、バックラッシュの解消が図られる。

【００１１】

【実施例】図２ないし図５は本発明に係わるギヤ装置の
第１実施例を示している。

【００１２】図２において、１０、１１はシャフトであ
る。シャフト１０、１１は例えば両端が図示を略す軸受
部に回転可能かつ上下動に支承される。シャフト１０に
は大径ギヤ１２と平歯の小径ギヤ１３とが一体の相手方
ギヤ１４が嵌合固定されている。大径ギヤ１２の歯１２
ａには図示を略す中間ギヤが噛合されている。この中間
ギヤは例えば図示を略すモータの出力軸に嵌合固定の出
力ギヤに噛合されている。シャフト１１には平歯の被相
手方ギヤ１５が嵌挿される。この被相手方ギヤ１５は厚
さ方向に２分割された分割ギヤ１６、１７から構成され
ている。この分割ギヤ１６、１７のギヤ径は小径ギヤ１
３のギヤ径よりもここでは大きい。シャフト１１の下端
部には係止溝１８が形成され、この係止溝１８には抜け
止めリング１９が固定されている。分割ギヤ１６、１７
はシャフト１１に対して回転可能かつ軸方向に移動可能
であり、抜け止めリング１９により抜け止めが図られて
いる。この２個の分割ギヤ１６、１７はその周部に歯１
６ａ、１７ａを有し、この歯１６ａ、１７ａは相手方ギ
ヤ１４の一部を構成する小径ギヤ１３の歯１３ａに噛み
合わされるものである。

【００１３】分割ギヤ１６、１７はシャフト嵌挿孔１６
ｂ、１７ｂを図３に示すように有する。分割ギヤ１６の
その厚さ方向一面側１６ｃには、分割ギヤ１７に向かっ
て突出する複数個（この実施例では４個）のギヤ受け突
起２０が設けられている。このギヤ受け突起２０はシャ
フト１１の周周り方向に互いに間隔を開けて等角度毎に
配設されている。各ギヤ受け突起２０は分割ギヤ１７の
嵌挿孔周壁１７ｃに沿う形状の外周面２０ａとシャフト
１１に摺接する内周面２０ｂとを備えて、分割ギヤ１７
を回転可能に支承する役割を果たす。分割ギヤ１７の嵌
挿孔周壁１７ｃには内方に向かって突出する複数個（こ
の実施例では４個）の摺接突起２１がシャフト１１の周
周り方向に互いに間隔を開けて等角度毎に配設されてい
る。この摺接突起２１は図４に示すようにギヤ受け突起
２０とギヤ受け突起２０との間に位置されている。その
各摺接突起２１はシャフト１１に摺接する摺接面２１ａ
を有し、ギヤ受け突起２０の突出方向と同方向に突出し
ている。ギヤ受け突起２０と摺接突起２１との厚さ方向
突出端部にはテーパー状面２０ｃ、２１ｂがそれぞれ設
けられている。このテーパー状面２０ｃ、２１ｂは内周
面２０ｂ、２１ａの側に設けられている。ギヤ受け突起
２０に形成されたテーパ状面２０ｃとこのギヤ受け突起
２０に間隙（後述する）を挟んで隣接する摺接突起２１
に形成されたテーパ状面２１ｂであってそのテーパ状面
２０ｃに隣接するテーパ状面２１ｂとはシャフト１１と
協働してボール受け溝２２を図４に示すように形成して
いる。このボール受け溝２２はシャフト１１の周周り方
向に存在する間隙（後述する）を一つ置きに避けて配置
されている。

【００１４】シャフト１１にはバネ受け用のワッシャ２
３が嵌挿され、ワッシャ２３はバネ手段としての圧縮ス
プリング２４により分割ギヤ１６、１７の存在する方向
に向かって押圧付勢されている。ボール受け溝２２には
転動体として４個のボール２５がそれぞれ収容されてい
る。分割ギヤ１６、１７はボール２５を介して圧縮スプ
リング２４によりその厚さ方向から抜け止めリング１９
に向かって押圧され、分割ギヤ１６の厚さ方向一面側１
６ｃと分割ギヤ１７の厚さ方向他面側とが互いに密接さ
れ、分割ギヤ１６と分割ギヤ１７とは圧縮スプリング２
４、ボール２５、抜け止めリング１９の作用により厚さ
方向両側から挟持されて、シャフト１１との一体化が図
られている。ギヤ受け突起２０と摺接突起２１との間に
は、図４に示すように、間隙２６が設けられている。ボ
ール２５はこの間隙２６を一つ置きに跨いでボール受け
溝２２に位置されている。

【００１５】図示を略すモータが回転すると、この回転
が図示を略す中間ギヤ、相手方ギヤ１４の小径ギヤ１３
を介して分割ギヤ１６、１７に伝達され、シャフト１１
が減速又は増速回転され、相手方ギヤ１４はモータの回
転を分割ギヤ１６、１７に伝達する駆動側ギヤとして機
能し、分割ギヤ１６、１７は相手方ギヤ１４によって駆
動される従動側ギヤとして機能する。

【００１６】この第１実施例によれば、相手方ギヤ１４
に噛み合わされる２個の分割ギヤ１６、１７は、相手方
ギヤ１４の回転停止時に、ボール２５に加わる押圧力に
より、図５、図６に拡大して示すように、テーパ状面２
０ｃ、２１ｂに分割ギヤ１６、１７を互いに逆方向に回
転させる回転力（矢印Ａ方向、矢印Ｂ方向）が与えられ
る。ボール２５が配設された箇所の間隙２６は広がり、
ボール２５が配設されていない箇所の間隙２６は狭ま
り、相手方ギヤ１４の回転停止時に、圧縮スプリング２
４、ボール２５、テーパ状面２０ｃ、２１ｂの作用によ
り分割ギヤ１６、１７が若干互いに逆方向に回転する。
従って、相手方ギヤ１４の回転停止時に、被相手方ギヤ
１５を構成する分割ギヤ１６、１７の回転方向先方側の
歯１６ａ´、１７ａ´と回転方向後方側の歯１６ａ´
´、１７ａ´´との間に存在する相手方ギヤ１４の小径
ギヤ１３の歯１３ａ´に着目すると、この小径ギヤ１３
の歯１３ａ´の回転方向先方側の歯先部に被相手方ギヤ
１５を構成する分割ギヤ１６の歯であって回転方向先方
側の歯１６ａ´が係合し、その小径ギヤ１３の歯１３ａ
´の回転方向後方側の歯先部に被相手方ギヤ１５を構成
する分割ギヤ１７の歯であって回転方向後方側の歯１７
ａ´´が係合する。これにより、相手方ギヤ１４の歯が
被相手方ギヤ１５の歯と歯とにより挟持され、バックラ
ッシュの解消が図られる。

【００１７】次に、相手方ギヤ１４が回転を開始する
と、その回転が、例えば最初に、分割ギヤ１６に伝達さ
れ、テーパ状面２０ｃの作用により圧縮スプリング２４
の押圧力に抗する方向の力と分割ギヤ１７を回転させる
方向の力とがボール２５に加わる。これにより、圧縮ス
プリング２４が圧縮されると共に、分割ギヤ１７が回転
される。また、この圧縮スプリング２４の圧縮力の増加
に基づき分割ギヤ１６、１７の挟持力が増大し、これに
より、分割ギヤ１６、１７の回転がシャフト１１に伝達
される。

【００１８】図７、図８は本発明に係わるギヤ装置の第
２実施例を示している。

【００１９】この第２実施例では、図２、図３に示す一
方の分割ギヤ１６の厚さ方向他面側１６ｄに厚さ方向一
面側１６ｃに形成されたギヤ受け突起２０と同一形状で
厚さ方向他面側１６ｄに向かって突出するギヤ受け突起
が図７に示すように形成されている。このギヤ受け突起
の各構成要素に図３においてギヤ受け突起２０に付した
符号と同一符号を図７、図８に示すように付してその詳
細な説明を省略する。また、図２、図３に示す一の分割
ギヤ１６の厚さ方向他面側１６ｄには他方の分割ギヤ１
７と同一形状の分割ギヤが配設されている。この分割ギ
ヤに図３において他の分割ギヤ１７に付した符号と同一
符号を図７、図８に示すように付してその詳細な説明を
省略する。この一方の分割ギヤ１６と一対の他方の分割
ギヤ１７、１７とは、相手方ギヤ１４に噛み合わされる
被相手方ギヤ１５として、その厚さ方向に３分割された
中央ギヤとこの中央ギヤの厚さ方向両側に配設された両
側ギヤとを構成している。その分割ギヤ１６の厚さ方向
他面側１６ｄに配設された他の分割ギヤ１７と抜け止め
リング１９との間にはボール受け用のワッシャ２７が設
けられ、ワッシャ２７と厚さ方向他面側１６ｄに向かっ
て突出するギヤ受け突起２０との間にはボール２８が第
１実施例と同様に介在され、このボール２８はボール２
５と同一の役割を果たす。

【００２０】第１実施例によれば、相手方ギヤ１４と被
相手方ギヤとの回転停止時に、小径ギヤ１３の歯１３ａ
の軸方向にずれた２箇所を一の分割ギヤ１６の歯１６ａ
と他の分割ギヤ１７の歯１７ａとにより挟持することに
なるので、小径ギヤ１３を傾ける方向の偶力が小径ギヤ
１３に作用し、小径ギヤ１３、すなわち、相手方ギヤ１
４がシャフト１０に対して傾くこととなるが、この第２
実施例によれば、小径ギヤ１３の歯１３ａの軸方向にず
れた３箇所を一の分割ギヤ１６の歯１６ａと一対の他の
分割ギヤ１７の歯１７ａとにより挟持し、小径ギヤ１３
には一の分割ギヤ１６の歯１６ａの当接箇所を境に小径
ギヤ１３の軸方向対称箇所に一対の他の分割ギヤ１７の
歯１７ａによる挟持力が作用することになるので、相手
方ギヤ１４の傾きの解消を図ることができる。

【００２１】

【発明の効果】本発明の請求項１ないし請求項４に記載
のギヤ装置は、以上説明したように構成したので、相手
方ギヤとこれに噛み合う被相手方ギヤとのバックラッシ
ュの解消を図ることができるという効果、被相手方ギヤ
を構成する分割ギヤが回転停止時に互いに逆方向の回転
力を与えられて相手方ギヤに噛み合っているので、ギヤ
−シャフト間のガタツキ、シャフト−軸受間のガタツキ
の解消も図ることができるという効果を奏し、従って、
回転をタイムラグを小さくして、かつ、騒音を小さくし
て、精度良く伝達できるという効果を奏する。更に、回
転停止時に、ウォームギヤ等のガタツキのない特性を伝
達することができるので、シャフトの回転抑止機構とし
ても用いることができるという効果を奏する。

【００２２】請求項３、請求項４に記載のギヤ装置は、
上記の効果に加えて、相手方伝達ギャの傾きの解消を図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来のギヤ装置の噛み合い状態を示す部分断
面図である。

【図２】 本発明に係わるギヤ装置の第１実施例の側面
構成を示す部分断面図である。

【図３】 第１実施例のギヤ装置の分解斜視図である。

【図４】 図２に示す分割ギヤと小径ギヤとの噛み合い
状態を示す平面図である。

【図５】 図３に示すギヤ受け突起と摺接突起とボール
との関係を示す部分拡大断面図である。

【図６】 図２に示す分割ギヤと小径ギヤとの噛み合い
状態を部分的に拡大して示す平面図である。

【図７】 本発明に係わるギヤ装置の第２実施例の側面
構成を示す部分断面図である。

【図８】 第２実施例のギヤ装置の分解斜視図である。

【符号の説明】

１１…シャフト １４…相手方ギヤ １５…被相手方ギヤ １６、１７…分割ギヤ １６ｂ、１７ｂ…嵌挿孔 １７ｃ…嵌挿孔周壁 ２０…ギヤ受け突起 ２０ｃ、２１ｂ…テーパ状面 ２１…摺接突起 ２４…圧縮スプリング（バネ手段） ２５…ボール（転動体） ２６…間隙

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 相手方ギヤに噛み合わされる被相手方ギ
   ヤがその厚さ方向に２分割された分割ギヤから構成さ
   れ、該分割ギヤは嵌挿孔をそれぞれ有してシャフトに回
   転可能かつ軸方向に移動可能に挿通されると共にバネ手
   段により厚さ方向から押圧され、かつ、分割ギヤの一方
   には、他方の分割ギヤに向かって突出して他方の分割ギ
   ヤを回転可能に支承する複数個のギヤ受け突起が、前記
   シャフトの周周り方向に互いに間隔を開けて形成され、
   他方の分割ギヤの嵌挿孔周壁には内方に向かって突出し
   かつ前記シャフトに摺接する複数個の摺接突起が前記シ
   ャフトの周周り方向でしかも前記ギヤ受け突起の間に間
   隙を開けて位置するようにして形成され、前記ギヤ受け
   突起と該ギヤ受け突起に隣接する摺接突起とには前記間
   隙を介して隣接するテーパ状面が形成され、該テーパ状
   面には前記バネ手段により付勢された転動体が前記間隙
   を跨いで設けられ、前記転動体と前記テーパ状面とは前
   記相手方ギヤの回転停止時に協働して前記バネ手段の付
   勢力に基づき前記分割ギヤを互いに逆方向に回転させる
   ことを特徴とするギヤ装置。
2. 【請求項２】 前記転動体はボールからなり、前記各ギ
   ヤ受け突起は前記シャフトに摺接する内周面を備え、前
   記摺接突起は前記シャフトに摺接する内周面を備えて前
   記ギヤ受け突起の突出方向と同方向に突出され、前記ギ
   ヤ受け突起の厚さ方向突出端部と前記摺接突起の厚さ方
   向突出端部とに前記テーパ状面が形成され、該テーパ状
   面は前記シャフトと協働してボール受け溝を構成してい
   ることを特徴とする請求項１に記載のギヤ装置。
3. 【請求項３】 相手方ギヤに噛み合わされる被相手方ギ
   ヤがその厚さ方向に３分割されて中央ギヤと該中央ギヤ
   の厚さ方向両側に配設された両側ギヤとから構成され、
   該中央ギヤと前記両側ギヤとは嵌挿孔をそれぞれ有して
   シャフトに回転可能かつ軸方向に移動可能に挿通される
   と共にバネ手段により厚さ方向から押圧され、かつ、前
   記中央ギヤの厚さ方向両側には、前記両側ギヤに向かっ
   てそれぞれ突出して該両側ギヤをそれぞれ支承する複数
   個のギヤ受け突起が、前記シャフトの周周り方向に互い
   に間隔を開けて形成され、前記両側ギヤの嵌挿孔周壁に
   は内方に向かって突出しかつ前記シャフトに摺接する複
   数個の摺接突起が前記シャフトの周周り方向でしかも前
   記ギヤ受け突起の間に間隙を開けて位置するようにして
   形成され、前記ギヤ受け突起と該ギヤ受け突起に隣接す
   る摺接突起とには前記間隙を介して隣接するテーパ状面
   が形成され、該テーパ状面には前記バネ手段により付勢
   された転動体が前記間隙を跨いで設けられ、前記転動体
   と前記テーパ状面とは前記相手方ギヤの回転停止時に協
   働して前記バネ手段の付勢力に基づき前記中央ギヤと前
   記両側ギヤとを互いに逆方向に回転させることを特徴と
   するギヤ装置。
4. 【請求項４】 前記転動体はボールからなり、前記中央
   ギヤの厚さ方向両側に形成された各ギヤ受け突起は前記
   シャフトに摺接する内周面を備え、前記両側ギヤに形成
   された摺接突起は前記シャフトに摺接する内周面を備え
   て前記ギヤ受け突起の突出方向と同方向に突出され、前
   記中央ギヤに形成されたギヤ受け突起の厚さ方向突出端
   部と前記両側ギヤに形成された摺接突起の厚さ方向突出
   端部とに前記テーパ状面が形成され、該テーパ状面は前
   記シャフトと協働してボール受け溝を構成していること
   を特徴とする請求項３に記載のギヤ装置。