JP2001050370A - ウォームホイール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】回転中の蓄熱、摩耗を抑え、且つ、回転開始及
び停止の際の荷重を軽減して、歯の強度、耐久性を向上
させることができ、しかも位置を固定された既存の円筒
ウォームを取り外すことなく従来のウォームホイールと
交換して取り付けることができるウォームホイールを提
供する。 【解決手段】円筒ウォーム２３と噛み合わせて動力を伝
達するウォームホイール１０において、円筒ウォーム２
３の外形に合わせて形成された円弧状歯部１６と、矩形
状の歯部１７とを、ウォームホイール１０の回転方向に
沿うリム１２の外周面上の所定位置に、少なくとも一つ
ずつ有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、交わらず平行でも
ない２軸間において運動を伝達するウォームギヤとして
円筒ウォームと噛み合わせて使用され、円筒ウォームを
介して動力が伝達されるように構成されたウォームホイ
ールに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４(a) に、この種のウォームホイール
の例を示すと、ウォームホイール２０は、歯幅方向の両
端に渡って歯たけが一定のはすば２１をリム２２の外周
全面にわたって形成した円筒状のはすば歯車で構成され
ている。そして、図４(b) に示すように、円筒ウォーム
２３に組み付けた状態においては、歯の中央部でのみ円
筒ウォーム２３と噛み合わさるようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、円筒状のはす
ば歯車で構成した従来のウォームホイールは、円筒ウォ
ームとの噛み合い面積が小さく、その噛み合い箇所に集
中的に荷重が掛かるため、歯の強度低下を招きやすい傾
向にあり、ひいてはウォームホイールの寿命に悪影響を
及ぼすおそれがあった。

【０００４】この問題を解決するために、本件出願人は
図５(a) に示すように、歯のほぼ両端に渡って前記円筒
ウォームと噛み合うように前記円筒ウォームの外形に合
わせて円弧状の歯形状に形成されたはすばをリム２２の
全面に渡って設けた、鼓形状のウォームホイール２０’
を利用することを検討した。ウォームホイールをこのよ
うな鼓形状に形成すれば、図４(b) に示すような円筒状
のウォームホイールに比べて、図５(b) に示すように、
円筒ウォーム２１との噛み合い面積が大きいので、その
分、歯部に掛かる荷重が分散されて、歯の強度、耐久性
を向上させることが期待できる。しかし、幾度の検討を
重ねた結果、鼓形状のウォームホイールには上記のよう
な利点があるものの、円筒ウォームとの噛み合い面積が
大きいと、却って、円筒ウォームとの摩擦力が増大し
て、噛み合い箇所が蓄熱、摩耗しやすくなり、回転効率
も悪くなるという知見が得られた。

【０００５】また、ウォームギヤの取り付けに関しても
以下のような問題があった。即ち、図４(a) に示すよう
な通常のはすば歯車で構成した円筒状のウォームホイー
ル２０であれば、先に円筒ウォーム２３を組み込み、そ
の位置を固定した後から円筒状のウォームホイール２０
を組み込むことができるのに対し、図５(a) に示すよう
な鼓形状のウォームホイール２０’は、歯部の両端の歯
たけが中央部の歯たけに比べて高く形成されており、固
定された円筒ウォーム２３に対しウォームホイール２
０’の回転軸（図示省略）に沿って垂直に移動させる
と、鼓形状の歯部の端部が円筒ウォーム２１にぶつかっ
てしまうため、先に円筒ウォーム２３を組み込んでおい
て、その後からウォームホイール２０’を組み込むとい
う作業をすることができない。従って、ウォームギヤの
一部として円筒ウォームを先に製品に取り付けておき、
予め位置決め固定された軸に、後からウォームホイール
を取り付けなければならないような作業工程が要求され
る場合には、円筒状のウォームホイールに代えて鼓形状
のウォームホイールをそのまま利用することができず、
鼓形状のウォームホイールを用いてその利点が生かされ
るように設計変更しようとしたくても、製品形状や、他
の部品の形状の変更を余儀なくされたり、作業工程その
ものを抜本的に見直さなければならず、組立ラインの変
更が必要になる等の不利があった。

【０００６】そこで本発明は、回転中の蓄熱、摩耗を抑
えながらも、歯の強度、耐久性を向上させることがで
き、しかも取り付け作業においても何ら支障の生じるこ
とのないウォームホイールを提供することを課題とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この課題を達成するため
に、本発明によるウォームホイールは、円筒ウォームと
噛み合わせて動力を伝達するウォームホイールにおい
て、前記円筒ウォームとの噛み合い面積が大きくなるよ
うに、少なくとも一部を前記円筒ウォームの外形に合わ
せて円弧状に形成した円弧状歯部と、歯たけが一定とな
る矩形の歯形状を有する矩形歯部とを、混在させたこと
を特徴とする。

【０００８】

【発明の実施形態】以下、本発明の実施形態を、図を用
いて説明する。図１は本発明によるウォームホイールの
一実施形態を示す斜視図である。本実施形態のウォーム
ホイール１０は、外周面で複数の歯部１１と一体化して
いる円筒形のリム１２と、リム１２と同心円状に位置す
るボス１３と、リム１２とボス１３とに接続されたウェ
ブ１４と、ボス１３よりリム１２へ向けて放射状に延び
ていて、ボス１３の外周面とリム１２の内周面およびウ
ェブ１４とに接続された複数のリブ１５とを有してい
る。なお、これらの点に関する限りにおいては、本実施
形態のウォームホイールは図示の構成に限定されるもの
ではなく、従来のこの種のウォームホイールにおいて公
知となっているいずれの構成も適用可能である。本発明
のウォームホイール１０が、従来のウォームホイールと
大きく異なる点は、次に述べるように、リム１２の外周
面に設けられた歯部１１の形態にある。

【０００９】本実施形態のウォームホイール１０は、鼓
形状のウォームホイールと同様の円弧状歯部１６と、円
筒状のウォームホイールと同様の矩形歯部１７とが、ウ
ォームホイール１０の回転方向に沿うリム１２の外周側
面上に混在するように構成されている。円弧状歯部１６
は、歯のほぼ両端に渡って円筒ウォーム２３と噛み合う
ように前記円筒ウォーム２３の外形に合わせて形成され
た円弧状の辺を有するはすばを備えている。一方、矩形
歯部１７は、歯のほぼ両端に渡って歯たけが一定であっ
て該歯の歯幅方向中央部でのみ円筒ウォーム２３と噛み
合うように形成された矩形形状のはすばを備えている。
このように、円弧状歯部１６と矩形歯部１７とを混在さ
せることにより、円弧状歯部１６とすることの不利を極
力抑えながら、その利点を生かすことができる。例え
ば、ウォームホイールとウォームとの噛み合い部位に特
に大きな衝撃が加わるのは、その回転開始と回転停止の
際であるので、その際に噛み合う部位が必ず一定になる
ようにウォームギヤが構成されているのであれば、その
部位に円弧状歯部１６を形成して回転開始と回転停止の
際の衝撃を噛み合い面積の大きい前記円弧状歯部１６で
受けて強度と耐久性とを確保し、それ以外の部位には蓄
熱、摩耗などの不利が生じないように矩形歯部１７を形
成するようにすればよい。また、回転開始と回転停止の
際に噛み合う部位が必ずしも一定にならないような場合
であっても、円弧状歯部１６と矩形歯部１７とを所定の
間隔で交互に繰り返して形成すれば、回転開始と回転停
止の際の噛み合い部位に、ある程度の割合で円弧状歯部
１６が位置するようになるので、これによって強度と耐
久性とを確保するように構成することができる。また、
矩形歯部１７は、リム１２の外周面上において、少なく
とも、位置を固定された状態の円筒ウォーム２３に対し
ウォームホイール１０をウォームホイール１０の回転軸
に沿って移動させることによって円筒ウォーム２３に組
み付けることが可能な範囲に形成されている。

【００１０】図１の実施形態では、正回転と逆回転とを
同じ回転数だけ交互に繰り返し、且つその回転数が１回
転の正数倍にならずに回転が開始される際の噛み合い部
位と回転が停止する際の噛み合い部位とが異なるウォー
ムホイールを仮定しており、円弧状歯部１６は、ウォー
ムホイール１０の回転開始と回転停止のそれぞれの際に
円筒ウォーム２３と噛み合うように２箇所に形成されて
いる。尚、本発明において、円弧状歯部と矩形歯部のそ
れぞれが形成される領域及びその数は、本発明の効果が
損なわれない範囲で任意に設定することができる。

【００１１】本実施形態のウォームホイール１０は、こ
のように構成したので、製品に取り付けられている既存
のウォームギヤの従来の円筒状ウォームホイールを付け
替える場合には、従来の円筒状ウォームホイールを取り
外した後、ウォームホイール１０を回転軸に通し、矩形
歯部１７が円筒ウォーム２３を向いた状態にして、回転
軸に沿って移動させると、矩形歯部１７が円筒ウォーム
２３に噛み合わされる。このため、円筒ウォーム２３を
取り外すことなく極めて簡単にウォームホイール１０を
付け替えることができる。

【００１２】また、ウォームホイール１０の回転開始及
び／又は回転停止の際に、円筒ウォーム２３からの荷重
を円弧状歯部１６で受けるようにすれば、噛み合い面積
が大きい分荷重が分散されるので、矩形状の歯部のみを
リムの外周全面に形成した従来のウォームホイールに比
べて歯部の強度、耐久性が向上する。

【００１３】他方、ウォームホイール１０には円弧状歯
部１６だけではなく、矩形歯部１７も混在しているの
で、その部位において円筒ウォーム２３との接触面積を
少なくして摩擦力を低減させて、熱を逃がすと共に、摩
耗の度合いを減らすこができ、さらには、回転効率を向
上させることができる。

【００１４】なお、本発明のウォームホイールは図１に
示す実施形態のものに限定されるものではなく、ウォー
ムホイールが、例えば、１回転の正数倍だけ正逆いずれ
かの方向に回転して、回転の開始と停止とを繰り返すよ
うに構成されるなどして、回転が開始される際の噛み合
い部位と回転が停止する際の噛み合い部位とが同じとな
るウォームホイールに本発明を適用する場合には、図２
に示すように、円弧状歯部１６を１つだけ形成してお
き、それ以外は矩形歯部１７としてもよい。

【００１５】また、円弧状歯部１６及び／又は矩形歯部
１７を、外径及び／又は歯幅の異なる複数の円筒ウォー
ム２１に対し、それぞれ噛み合わせ可能となるような外
径及び／又は歯幅を備えて、複数形成してもよい。この
ように構成すれば、一種類のウォームホイールで複数種
類の円筒ウォームに取付け可能となり、その分のウォー
ムホイールの製造コストを低減させることができると共
に、利用対象が拡がる。

【００１６】また、円弧状歯部１６及び／又は矩形歯部
１７を、それぞれ、ウォームホイール１０の回転軸を軸
として軸対称な、ウォームホイール１０の回転方向に沿
うリムの外周面上の所定位置に形成してもよい。このよ
うに構成すれば、ウォームホイールの回転時のバランス
を取ることができる。

【００１７】図３は本発明によるウォームホイールの他
の実施形態を示す斜視図である。本実施形態のウォーム
ホイール１０は、その歯形状が、歯幅方向のほぼ中央を
境にして、一方の半分では矩形の歯形状を有し、他方の
半分では円弧状の歯部を有した形状となっている。即
ち、矩形の歯部と円弧状の歯部とが一つの歯に混在して
円弧状歯部１６’が形成されている。円弧状歯部１６’
は歯のほぼ両端に渡って円筒ウォーム２３の外周のほぼ
４分の１の長さで円筒ウォーム２３と噛み合い且つ一方
の側から円筒ウォーム２３に組み込むことができるよう
に円筒ウォーム２３の外形に合わせて形成されている。
そして、本実施形態のウォームホイール１０は、このよ
うな円弧状歯部１６’と歯のほぼ両端に渡って歯たけが
一定であって該歯の中央部でのみ円筒ウォーム２３と噛
み合うようにはすばが形成された矩形歯部１７とを回転
方向に沿うリムの外側面上に混在させた構成となってい
る。その他の構成については図１の実施形態とほぼ同様
である。尚、本発明には、一つの歯に矩形の歯部と円弧
状の歯部とを混在させた本実施例の如き円弧状歯部１
６’のみを回転方向に沿うリムの外周側面上に設けた態
様のもの（図示せず）も含まれるものとする。円弧状歯
部をリムの外周面全面に形成されたウォームホイールで
は、上下の向きによっては、回転軸に沿って垂直に移動
させたときに歯の端部が円筒ウォームにぶつかってしま
うため、先に組み込まれた円筒ウォーム２３の後から組
み込むことができない。しかも、ウォームホイールの回
転中に生じる噛み合い箇所の蓄熱、摩耗、回転効率の悪
化という問題を何ら解決できない。これに対し、本実施
形態によれば、上記図１の実施形態と同様に円筒ウォー
ム２３との接触面積を少なくして摩擦力を低減させて、
熱を逃がすと共に、摩耗の度合いを減らすこができ、さ
らには、回転効率を向上させることができる上、ウォー
ムホイール２０の向きが上下何れの向きであっても矩形
歯部１６をウォーム２０に対面させてウォームホイール
１０を回転軸に沿って垂直に移動させることによって円
筒ウォーム２０にウォームホイール１０を組み込むこと
ができる。

【００１８】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明のウォー
ムホイールによれば、円弧状歯部と矩形歯部とを混在さ
せることにより、円弧状歯部とすることの不利を極力抑
えながら、その利点を生かすことができる。また、ウォ
ームギヤの一部として円筒ウォームを先に製品に取り付
けておき、予め位置決め固定されている回転軸に後から
ウォームホイールを取り付けなければならないような作
業工程が要求されるような場合であっても、矩形歯部を
利用することによって、その取り付け作業を何ら支障な
く行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるウォームホイールの一実施形態を
示す斜視図である。

【図２】本発明によるウォームホイールの他の実施形態
を示す斜視図である。

【図３】本発明によるウォームホイールのさらに他の実
施形態を示す斜視図である。

【図４】ウォームホイールの従来例を示す図であり、
（ａ）は斜視図、（ｂ）は円筒ウォームと噛み合わさっ
た状態を示す図である。

【図５】リムの外周面全面を円弧状の歯部で構成した鼓
形状のウォームホイールを示す図であり、（ａ）は斜視
図、（ｂ）は円筒ウォームと噛み合わさった状態を示す
図である。

【符号の説明】

１０ ウォームホイール １１ 歯部 １２ リム １３ ボス １４ ウェブ １５ リブ １６，１６’ 円弧状歯部 １７ 矩形歯部 ２３ 円筒ウォーム

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】円筒ウォームと噛み合わせて動力を伝達す
   るウォームホイールにおいて、 前記円筒ウォームとの噛み合い面積が大きくなるよう
   に、少なくとも一部を前記円筒ウォームの外形に合わせ
   て円弧状に形成した円弧状歯部と、歯たけが一定となる
   矩形の歯形状を有する矩形歯部とを、混在させたことを
   特徴とするウォームホイール。