JP2006057778A

JP2006057778A - 減速装置

Info

Publication number: JP2006057778A
Application number: JP2004242083A
Authority: JP
Inventors: Tsukasa Hayashi; 司林
Original assignee: SHIGUMAA GIKEN KK
Current assignee: SHIGUMAA GIKEN KK
Priority date: 2004-08-23
Filing date: 2004-08-23
Publication date: 2006-03-02

Abstract

【課題】小型で大トルクを効率よく伝達できる減速装置を提供することを目的とする。
【解決手段】焼入鋼で作られたウォーム１０と、該ウォーム１０と噛合するウォーム歯車２０とを有する減速装置において、ウォーム１０は５〜８条のねじをなし、ウォーム歯車２０は焼入鋼をホブ加工後に焼入れして得られたものであることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は減速装置に関し、特にウォームとウォーム歯車とを用いた減速装置に関する。

ウォームとウォーム歯車による回転力の伝達は、その変速比が大きいことから減速装置に広く用いられている。例えば、特許文献１では、減速装置に用いられるウォームを多条とすることも開示されている。

一方、ウォームを焼入鋼で作り、研摩仕上げして得ることが非特許文献１に開示されており、ここでは、一般に、ウォーム歯車はウォームになじみやすい燐青銅等の軟材で作られることが説明されている。実際に、現在では、アルミ青銅などの軟材が広く用いられている。

ウォームとウォーム歯車の歯面間ではすべりが大きく、したがって摩擦力が大きくなって効率が低下する。

非特許文献１では、効率を上げるには、歯面での摩擦係数を小さくすることと、ウォームのピッチ点における進み角を大きくすることであると解説している。摩擦係数を小さくするには、歯面を精密に仕上げかつ潤滑を良好に行なうこと、そして進み角を大きくするにはねじを多条にすることによって実現できる。
特開２００３−３４０５４２機械工学便覧（昭和２６年版、日本機械学会）第３巻第７−１３４〜１３５頁

しかしながら、摩擦係数を小さくするには、ウォームを転造加工又は歯切加工した後に焼入れそして研摩しなくてはならず、高価になる。また、ウォーム歯車は、ウォームとの接触面積を大きくしてなじますために軟材で作らねばならない。進み角を大きく、すなわちウォームを多条ねじとすることにより伝達力を大きくすることができる。しかし、その場合、上記軟材のウォーム歯車では強度が不十分である。その結果、強度を確保するために、装置は大型化せざるを得ない。このような不具合は、力の伝達が歯面間でのすべりに依っていることに起因している。

本発明は、このような事情に鑑み、すべり接触によらず、主としてころがり接触によって力の伝達を行なうことができ、その結果、高効率で大トルク伝達を可能とするウォーム及びウォーム歯車を有する減速装置を提供することを目的とする。

本発明に係る減速装置は、焼入鋼で作られたウォームと、該ウォームと噛合するウォーム歯車とを有している。

かかる減速装置において、本発明は、ウォームは５〜８条のねじをなし、ウォーム歯車は焼入鋼をホブ加工後に焼入れして得られたものであることを特徴としている。

このような本発明によると、ウォームそしてウォーム歯車の両者が焼入鋼で作られており、その加工後の焼入れにより、それらの強度は大となり、大トルクの伝達が可能となる
。これを受けて、５〜８条のウォームにより大伝達力を得られ、その結果、装置の小型化につながる。歯面間での力の伝達は、小さな接触面積でほぼころがり接触によりなされ、効率が向上する。効率は９０％以上確保できる。

本発明において、ウォームは６条であることが好ましい。

さらに本発明では、ウォーム歯車は、該ウォーム歯車の軸線を通る面での断面における歯のピッチ円の半径がウォームのピッチ円の半径に対し１．５〜２．５倍であることが好ましい。従来、この比率は、常識的に１．１前後であった。本発明では、既述のごとく、歯面間での接触は小さくとも十分であるため、ウォーム歯車のピッチ円を大きくすることができ、その結果、歯面間の楔状空間での潤滑剤の導入そして歯面間の接触部位への供給が良好になされる。さらには、ウォーム歯車は大きな径のホブによって加工ができ、ホブ自体の強度が得られると共に、小型の特殊ホブを用いずとも汎用のホブを使用できる。

本発明は、以上のように、ウォームとウォーム歯車とを焼入鋼を用いて作り、ウォームを５〜８条のねじとしたことにより、歯面間でほぼころがり接触をなして力の伝達がなされるようになり、摩擦係数の低下とウォームの進み角の増大が図れて効率が上がると共に、歯面での強度が向上して大きな力の伝達も可能となる。

以下、添付図面にもとづき、本発明の実施の形態を説明する。

図１において、本実施形態の減速装置は、互いに噛合するウォーム１０とウォーム歯車２０とを有している。

ウォーム１０は歯部１１とその両端側に軸部１２，１３とを有しており、歯部１１は、ピッチ円の半径がＲ１の５〜８条のねじをなしているが、図示の例では６条をなしている。両軸部１２，１３は、図示せぬ軸受により回転自在に支持され、一方の軸部がモータに接続されていて入力軸として機能する。

上記ウォーム１０は焼入鋼で切削加工あるいは転造により作られ、焼入れされている。加工後、焼入され、適宜研摩仕上げされる。

一方、ウォーム歯車２０は、該ウォーム歯車２０に取り付けられた図示せぬ出力軸で軸受により回転自在に支持されており、該ウォーム歯車２０の軸線を通る断面での歯部のピッチ円の半径Ｒ２が上記ウォーム１０のピッチ円Ｒ１に対し１．５〜２．５倍をなしている（図１（Ｂ）参照）。好ましくは、２．０倍である。したがって、ウォーム１０とウォーム歯車２０との間には、図１（Ｂ）のごとく歯面間にウォーム１０の周方向に楔状の空間Ｓが大きく形成されている。

上記ウォーム歯車２０も、ウォーム１０と同様、焼入鋼で作られている。該ウォーム歯車２０は、ホブ加工後、焼入れされている。

このような本実施形態では、入力軸たるウォーム１０がモータにより回転駆動を受け、出力軸たるウォーム歯車２０を減速回転せしめる。

ウォーム１０とウォーム歯車２０との力（トルク）伝達は、ウォーム１０が６条であるために大トルクのもとに行える。また、ウォーム１０とウォーム歯車２０は焼入れされていて高強度を確保できるので、上記大トルクにも十分に耐えられるし、両者の歯面間接触
は点接触に近い小接触面積とすることができるため、摩擦の小さい、ころがり接触に近い状態となる。その結果、伝達効率もきわめて高くなり、９０％以上とすることが可能となる。

また、既述のごとく、ウォーム１０とウォーム歯車２０との間には、図１（Ｂ）に見られるごとく、従来のものに比し、大きな楔状の空間Ｓが形成されるので、潤滑剤が容易に導入され、歯面間の接触部位へ確実に供給され良好な潤滑状態を得る。この点でも、伝達効率が向上する。

本発明の一実施形態装置の要部を示す断面図であり、（Ａ）はウォームの軸線を含む面で、（Ｂ）はウォームの軸線に対し直角な面で、それぞれ断面されている。

符号の説明

１０ウォーム
２０ウォーム歯車

Claims

焼入鋼で作られたウォームと、該ウォームと噛合するウォーム歯車とを有する減速装置において、ウォームは５〜８条のねじをなし、ウォーム歯車は焼入鋼をホブ加工後に焼入れして得られたものであることを特徴とする減速装置。
ウォームは６条のねじをなしていることとする請求項１に記載の減速装置。
ウォーム歯車は、該ウォーム歯車の軸線を通る面での断面における歯のピッチ円の半径がウォームのピッチ円の半径に対し１．５〜２．５倍であることとする請求項１に記載の減速装置。