JPH01158265A - 歯車装置のバックラッシュ除去装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野〕 本発明は、歯車装置のバックラッシュ除去装置に関し、
特に、大形のギヤと小形のギヤとを備えている歯車装置
についての改良に係り、例えば、建設機械等におけるタ
ーンテーブルを駆動する歯車装置に利用して有効なもの
に関する。

〔従来の技術〕

建設機械として、車体に回転自在に支持されているター
ンテーブル上にクレーン等のような作業機械が搭載され
ており、ターンテーブルに固装された大形のリングギヤ
がピニオンギヤを介して油圧モータにより駆動されるよ
うに構成されているものがある。

このような建設機械等におけるリングギヤ、およびこれ
と噛合するピニオンギヤは歯形が大きく、それなりのバ
ックラッシュが設定されているため、ブームの長いクレ
ーン等にあってはその先端において、このバックラッシ
ュによる遊動が太き（なる。すなわち、このバックラッ
シュの影響分だけ、ターンテーブルは何ら制限を受けず
に自由に回動するため、クレーン先端は位置決めされず
に太きく振られることになる。またー、この遊動に伴う
衝撃荷重も大形機械のため、相当大きくなる。

そこで、従来は、リングギヤとピニオンギヤとの間にお
けるバックラッシュを可及的に抑制するように、これら
ギヤの加工精度を厳格に管理することにより、位置決め
精度を確保し、かつ、衝撃荷重の緩和を図っている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、加工精度を厳格に管理してバックラッシュを抑
制させようとする方法においては、加工費の上昇等が招
来されるばかりでなく、長期的な使用においては、起動
および停止の都度作用する衝撃荷重のため、摩耗が増大
され、バックラッシュが次第に増大されてしまう結果と
なる。

本発明の目的は、加工精度の厳格性を緩和しつつ、バッ
クラッシュ、およびその増大化を抑制することができる
歯車装置のバックラッシュ除去装置を提供することにあ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明にかかる歯車装置のバックラッシュ除去装置は、
互いに同一に構成されている一対の小形ギヤが大形ギヤ
に互いに並列に配されてそれぞれ噛合されているととも
に、両小形ギヤの回転軸相互間に一対のヘリカルギヤが
介設され、そのヘリカル歯の噛み合い位置が調整される
ことにより、大型ギヤと両手型ギヤとの噛み合いのバッ
クラッシュが零になるように構成されていることを特徴
とする。

〔作用〕

前記した手段によれば、大形ギヤに対して小形ギヤの双
方がバックラッシュの無いａ′態で噛み合い、かつ、正
逆回転いずれについてもバックラッシュ零の状態が保た
れるため、大形ギヤおよび両小形ギヤの歯についての加
工精度の厳格性は緩和させることができる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例である歯車装置のバックラッ
シュ除去装置を示す正面断面図、第２図〜第６図はその
作用を説明するための各説明図である。

本実施例において、この歯車装置のバックラッシュ除去
装置は建設機械にあってクレーン等のような作業機械が
搭載されているターンテーブルを駆動するために設備さ
れている歯車装置に組み込まれており、大形ギヤとして
のりングギャ１を備えている。リングギヤ１は建設機械
の車体に回転自在に支持されているターンテーブル（図
示せず）に固装されており、リングギヤ１には一対の小
形ギヤとしての第１駆動ギヤ１１および第２駆動ギヤ２
１が互いに並列に配されて、それぞれの歯１２および２
２がリングギヤ１の歯２に後述するように噛合されてい
る０両駆動ギヤ１１と１２とは互いに同一に構成されて
おり、リングギヤ１に対する回転方向が一致するように
設定されている。

一方、ターンテーブルを回転自在に支持している建設機
械の車体には機枠３が構築されており、機枠３には第１
駆動軸１３および第２駆動軸２３がリングギヤ１の軸心
と平行方向にそれぞれ配されて、軸受装置Ｉ４および２
４により回転自在に支承されている。Ｊａ枠３には減速
装置５が付設されている油圧モータ４が設備されており
、油圧モータ４は正逆回転可能に構成されており、減速
装置５を介して第１駆動軸１３を駆動す−るようになっ
ている。第１駆動軸１３にはヘリカルギヤ１５が一体回
転するように固装されており、このヘリカルギヤ１５は
後記する中間軸に装着されたヘリカルギヤ１６に連動回
転するように噛合されている。第２駆動軸２３にはスパ
ーギヤ２５が一体回転するように固装されており、この
スパーギヤ２５は中間軸に固装されたスパーギヤ２６に
連動回転するように噛合されている。

機枠３には中間軸３１が再駆動軸１３．２３と平行方向
に配されて、軸受装置３２により回転自在に支持されて
おり、この中間軸３１はその軸心方向位置が機枠３と軸
受装置３２との間にシム３３を適当厚さに介設されるこ
とにより調整されるようになっている。中間軸３１の一
端部にはスパーギヤ２６が固装されており、スパーギヤ
２６は前記第２駆動軸２３のスパーギヤ２６に噛合され
ている、中間軸３１の中間部には前記第１駆動軸１３に
噛合されたヘリカルギヤ１６がスプライン３４を介して
摺動可能に、かつ、一体回転するように装着されており
、このヘリカルギヤ１６はその両脇にそれぞれ介設され
ている皿ばね３５．３５の弾性方下で位置決めされてい
る。この皿ばねの弾力は、ヘリカルギヤ１６に最大トル
クが伝達された場合のスラスト力に見合う程度に設定さ
れている。

そして、第１駆動ギヤ１１および第２ＸＨ動ギヤ２１は
リングギヤ１に対する回転位相は、その歯１２および２
２が第２図に示されている如く、それぞれ噛合するよう
に、中間軸３１両端のシム３３の厚さを増減して、ヘリ
カルギヤ１５の上下位置を加減し、ヘリックス歯の噛み
合い位置を調整することにより、それぞれのバックラッ
シュ分だけ互いに反対方向にずらし、バックラッシュ無
しの状態に予め設定されている。すなわち、リングギヤ
１が正方向に被動される状態において、第１駆動ギヤ１
１の歯１２がリングギヤ１の歯２における回転方向後側
部分２ａに対して押接する場合（第１駆動ギヤ１１の歯
１２がリングギヤｌの歯２を押す場合）、第２駆動ギヤ
２１の歯２２がリングギヤ１の歯２における回転方向前
側部２ｂに当接するようになっている。

次に作用を説明する。

第３図（ａ）に示されているように、リングギヤｌが正
方向に被動される場合、油圧ポンプ４の駆動力は減速装
置５を介して第１駆動軸１３に伝えられ、この第１駆動
軸１３の正回転によりリングギヤ１が正方向に回転され
る。

このとき、ヘリカルギヤ１５．１６、中間軸３１および
スパーギヤ２６．２５を介して第１駆動軸１３の回転が
第２駆動軸２３にも伝えられる。

この場合ヘリカルギヤ１６には第３図（ｂ）、（Ｃ）で
理解されるように、矢印のような上向きのスラスト力が
作用し、皿ばね３５を押圧する。しかし、前述のように
この皿ばね３５は最大トルク時のスラストに見合う弾性
力で予圧されているため、ヘリカルギヤ１６はスプライ
ン３４上を摺動することなく、予め前記した通りに設定
された第１駆動ギヤ１１と第２駆動ギヤ２１との回転位
相（バックラッシュ零の状ａ）は、そのまま維持される
ことになる。つまり、第２駆動ギヤ２１の歯２２はリン
グギヤｌの歯２における正転方向前側部分２ｂに常時当
接されていることになる。したがって、第１駆動歯車１
１の歯１２のバックラッシュ零は保持される。

ここで、油圧ポンプ４による駆動が停止されて制動状態
に移行すると、リングギヤ１が固装されたターンテーブ
ルの慣性力により、第４図（ａ）に示されているように
、リングギ＋ｌの歯２の正転方向前側部分２ｂで、第２
駆動ギヤ２１の歯２２を押接しズ、第２駆動ギヤ２１を
相対的に駆動するような状態になる。

ところで、第２駆動ギヤがリングギヤに噛合さていない
従来例の場合、第１駆動ギヤとリングギヤとのバックラ
ッシュのため、慣性力を受けたりングギャの相対回転に
より、リングギヤの歯がバックラッシュの余裕分遊動し
て第１駆動ギヤの歯の反対側に衝突することになる。そ
の結果、衝撃荷重が作用したり、クレーンの位置決め不
良等の弊害が発生する。

しかし、本実施例においては、リングギヤ１が第２駆動
軸を駆動する状態になり、かつ、その駆動力はバックラ
ッシュ零を保持したまま、スパーギヤ２５．２６、ヘリ
カルギヤ１６．１５を介して第１駆動ギヤ１１に伝えら
れ、第１駆動ギヤ１１の歯１２がリングギヤ１の歯２に
おける正回転方向後側部分２ａを当接していたのが、そ
のまま押接に移行して、完全に停止するまでバックラッ
シュ零の状態は持続される。このため、リングギヤ１の
歯２が第１駆動ギヤ１１の歯１２に衝突する現象は未然
に回避される。したがって、リングギヤ１の遊動に伴っ
て発生する弊害は防止される。

なお、第４図の（ロ）、（Ｃ）に制動時にヘリカルギヤ
１６に作用するスラスト力を矢印で示しているが、前記
のリングギヤ１の正方向の被動と同様に皿ばねの予圧の
ため、へりカルキ＋１６は設定位置を保っている。

次いで、第５図に示されているように、リングギヤ１が
逆方向に被動される場合、油圧ポンプ４の駆動力は減速
袋Ｍ５を介して第１駆動軸１３に伝えられ、さらに、ヘ
リカルギヤ１５．１６、中間軸３１およびスパーギヤ２
６．２５を介して第２駆動軸２３に伝えられるため、リ
ングギヤ１はこの第２駆動軸２３に固着された第２駆動
ギヤ２１により逆方向に回転される。すなわち、第２駆
動ギヤ２１の歯２２はリングギヤ１の歯における正方向
回転前側部分２ｂを押接して逆方向回転が行われる。

他方、第１駆動ギヤ１１は第１駆動軸１３により逆方向
に回転され、しかも、一対のヘリカルギヤ１５．１６と
のヘリックス歯の噛合位置がバックラッシュ零の状態に
調整されているため、第１駆動ギヤ１１の歯１２はリン
グギヤｌの歯２における正転方向後側部分２ａに当接さ
れた状態を維持しているので、バックラッシュ零の状態
で、直ちに逆方向回転に入ることができる。この場合ヘ
リカルギヤ１６には第５図（ハ）、（Ｃ）で・理解され
るように、矢印のようなスラスト力が作用するが、前述
と同様ヘリカルギヤ１６の設定位置に影響はない。

ここで、油圧ポンプ４による駆動が停止されることによ
り制動状態に移行すると、リングギヤ１が固装されたタ
ーンテーブルの慣性力により、第６図に示されているよ
うに、リングギヤ１側から第１駆動ギヤ１１、が駆動さ
れる状態になる。

この場合にも、前述と同様に、第１駆動ギヤ１１に対と
なった第２駆動ギヤ２１が第１駆動ギヤ１１に対して回
転位相はバックラッシュ零の状態が保持されており、第
２駆動ギヤ２１の歯２２は、リングギヤ１の歯２の正転
方向前側部分２ｂに当接されているため、リングギヤ１
の歯２が第２駆動ギヤ２１の歯２２に衝突する現象は未
然に回避されることになる。したがって、この場合にも
リングギヤ１の遊動に伴って発生する弊害は未然に防止
されることになる。なお、第６図のら）、（Ｃ）に制動
時にヘリカルギヤ１６に作用するスラスト力を矢印で示
している。勿論、この場合もスラスト力がヘリカルギヤ
１６の設定位置に影響を及ぼすことはない。

ところで、各ギヤにつき製作上のピッチ誤差が生じてい
る場合は、回転中のヘリカルギヤ１６が中間軸３１のス
プライン３４上を皿ぽね３５を押圧して摺動することに
より、第１駆動ギヤと第２駆動ギヤの回転位相を変化さ
せて、ノテツタラッシュ零の状態に自動的に調整するよ
うになっている。

なおまた、本発明は前記実施例に限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲において、種々変更可能
であることはいうまでもない。

例えば、一対のヘリカルギヤのへリックス角を調整する
手段としては、シムの厚さを加減してヘリカルギヤの一
方を軸心方向に変位させて調整するように構成するに限
らず、ねじ等を介して調整するように構成してもよい。

大形のギヤはりングギャに限らず、大形の外歯ギヤであ
ってもよい、・ また、前記実施例においては、建設機械におけるターン
テーブルに組み込まれた歯車装置に適用した場合につき
説明したが、本発明はこれに限らず、歯車装置のバック
ラッシュ除去装置全般に適用することができる。特に、
本発明は大型のウィンチ等に組み込まれた歯車装置等の
ように大形のギヤを備えている歯車装置に利用して優れ
た効果を発揮する。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、゛加工精度の厳
格性を緩和しつつ、バックラッシュ、およびその増大化
を抑制することができる歯車装置のバックラッシュ除去
装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である歯車装置のバックラッ
シュ除去装置を示す正面断面図、第２図〜第６図は作用
を説明するためのも゛ので、第２図は一部省略展開平面
断面図１．第３図（ａ）は正方向駆動時を示す概略平面
図、第３図（ｂ）はｍｈ矢視図、第３図（Ｃ）は力の作
用図、第４図（ａ）は正方向制動時を示す概略平面図、
第４回部）はＩＶｂ矢視図、第４図ＣＣ）は力の作用図
、第５図（ａ）は逆方向駆動時を示す概略平面図、第５
図（ｂ）はｖｂ矢視図、第５図（Ｃ）は力の作用図、第
６図（ａ）は逆方向制動時を示す概略平面図、第６図（
ｂ）は■矢視図、第６図（Ｃ）は力の作用図である。 ｌ・・・リングギヤ（大形ギヤ）、２・・・歯、３・・
・機枠、４・・・油圧モータ、５・・・減速装置、１１
・・・第１駆動ギヤ（小形ギヤ）、１２・・・歯、１３
・・・第１駆動軸、１４．２４．３２・・・軸受装置、
１５．１６・・・ヘリカルギヤ、２１・・・第２駆動ギ
ヤ（小形ギヤ）、２２・・・歯、２３・・・第２駆動軸
、２５．２６・・・スパーギヤ、３１・・・中間軸、３
３・・・シム、３４・・・スプライン、３５・・・皿ば
ね。 代理人　弁理士　　梶　　原　　辰　　也第１図 第２図 第５図 （ａ） （ｂ） （Ｃ） 第６図 （ａ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）互いに同一に構成されている一対の小形ギヤが大
   形ギヤに互いに並列に配されてそれぞれ噛合されている
   とともに、両小形ギヤの回転軸相互間に一対のヘリカル
   ギヤが介設され、そのヘリカル歯の噛み合い位置が調整
   されることにより、大型ギヤと両小型ギヤとの噛み合い
   のバックラッシュが零になるように構成されていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の歯車装置のバ
   ックラッシュ除去装置。
2. （２）ヘリカル歯の噛み合い位置の調整は、一方のヘリ
   カルギヤの取付軸を軸心方向に異動して行うように構成
   されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の歯車装置のバックラッシュ除去装置。