JP2008075840A

JP2008075840A - 減速機

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Publication number: JP2008075840A
Application number: JP2006258475A
Authority: JP
Inventors: Miyao Maekawa; 宮雄前川
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-09-25
Filing date: 2006-09-25
Publication date: 2008-04-03
Anticipated expiration: 2026-09-25
Also published as: JP4818037B2

Abstract

【課題】ローラピン及びウォーム溝の側面の形状、並びにローラピンの取付構造が複雑になる。
【解決手段】螺旋状のウォーム溝５を有するウォーム２と、ウォーム溝に噛合する複数のローラピン６、6a…を回転自在に支持したホイール４とを備え、前記ローラピンは、ウォーム溝の両側面のどちらか一方に当接し、ウォーム溝の中央部に、ローラピンが当接する一方の側面７を他方の側面7aに変更する補正部位８を形成し、かかるウォーム溝に少なくとも３個のローラピンが常に噛合状態となる様にし、且つウォーム溝の一端側で噛合状態のローラピンが両側面７、7aの一方に、他端側で噛合状態のローラピンが両側面の他方に当接する様にした減速機によれば、ローラピンの先端及びウォーム溝の側面をテーパー状にしたり、ローラピンの付勢手段を設けずに、ウォームの一端側と他端側とで、ウォーム溝におけるローラピンが当接する側面を確実に変更することが可能になる。
【選択図】図３

Description

本発明は、ウォームにおけるウォーム溝とホイールにおけるローラーピンが噛合して回転動力を伝達する減速機に関する。

従来、ウォーム減速機は、周囲に溝状のウォーム溝が設けられたウォームと、前記ウォーム溝に噛み合う複数の噛合手段が、軸方向でかつ前記ウォームに対向する円盤面に設けられたホイールとを具備し、前記噛合手段は、回転軸受を介して前記ホイールに回転自在に支持され、かつスラスト軸受を介しても前記ホイールにスラスト回転自在に支持されるローラピンとし、このローラピンは、付勢手段によって前記ウォーム溝に向けて押し付けられるとともに、前記ウォーム溝に当接する前記ローラピンの先端は、前記ウォーム溝のテーパー状の側面に押し付けられるテーパー状に設けられる。そしてさらに、複数の前記ローラピンが同時に前記ウォーム溝に噛み合い、前記ウォーム溝は、前記ローラピンの等速円運動と、前記ウォームの等速回転運動との２つの運動の合成軌跡によるもので、前記ローラピンの先端のテーパー部は、前記ウォーム溝の一方の側面のみに接するものであり、前記ホイールの軸方向における複数の前記ローラピンと前記ウォーム溝との当接方向が、前記ウォームの一方側と他方側とで逆になるように設けられたウォーム減速機が見受けられる（例えば、特許文献１参照）。

これによれば、ローラピンが容易に回転できることから、ウォームとホイールとの間の抵抗が大変小さくなるため、従来に比較してウォームとホイールとの動力の伝達効率が高く、摩耗や摩擦による発熱が少なくなって高速入力にも用いることができ、而も従来に比較して広い範囲の減速比を得ることが出来る。
更に、複数のローラピンがウォーム溝に噛み合うため、トルクの伝達力が高く、複数のローラピンが、ウォーム溝に噛み合うことから、噛合各部の誤差が平均化されるため、回転伝達精度が高い。
又、ウォーム溝に噛み合う各ローラピンは、ウォームの一方側と他方側とで、ウォーム溝との当接方向を逆に設けていることから、複数のローラピンを介するウォームとホイールとにガタツキがなくなり、バックラッシュをなくすことができるため、入力回転を逆転しても、逆転時にガタツキを生じることなく円滑な回転出力を得ることが出来る。

特願平９−３２４８３７号公報（特許請求の範囲、段落番号〔０００８〕〜〔００１４〕、〔００２２〕、〔００２３〕、図１〜３、５〜８）

しかし、上記特許文献１のものは、確かにウォーム溝の形成方法は、ローラピンの等速円運動と、前記ウォームの等速回転運動との２つの運動の合成軌跡によるものであるが、具体的には、図７、８では、ウォーム溝のピッチが中央のみ相違させて、それ以外の部分は同ピッチとされている。しかし、ローラピンの軸方向の間隔は両端側へ徐々に狭くなることから、この状態で単にローラピンをウォーム溝に噛合しただけでは対応できないために、ローラピンの先端及びウォーム溝の側面をテーパー状に形成すると共に、ローラピンをウォーム溝に向けて押し付ける付勢手段をホイール側に講じねばならず、構造が複雑化するなど、解決せねばならない課題があった。

本発明は、上記従来技術に基づく、構造が複雑化する課題に鑑み、螺旋状のウォーム溝を有するウォームと、前記ウォーム溝に噛合する複数のローラピンを回転自在に支持したホイールとを備え、前記ローラピンは、前記ウォーム溝の両側面のどちらか一方に当接し、前記ウォーム溝の中央部に、ローラピンが当接する一方の側面を他方の側面に変更する補正部位を形成し、かかるウォーム溝に少なくとも３個のローラピンが常に噛合状態となる様にし、且つウォーム溝の一端側で噛合状態のローラピンが両側面の一方に、他端側で噛合状態のローラピンが両側面の他方に当接する様にした減速機によれば、ローラピンの先端及びウォーム溝の側面をテーパー状にしたりローラピンの付勢手段を設けずに、ウォームの一端側と他端側とで、ウォーム溝におけるローラピンに対し当接する側面を確実に変更することを可能にして、上記課題を解決する。

要するに本発明は、螺旋状のウォーム溝を有するウォームと、前記ウォーム溝に噛合する複数のローラピンを回転自在に支持したホイールとを備え、前記ローラピンは、前記ウォーム溝の両側面のどちらか一方に当接し、前記ウォーム溝の中央部に、ローラピンが当接する一方の側面を他方の側面に変更する補正部位を形成し、かかるウォーム溝に少なくとも３個のローラピンが常に噛合状態となる様にし、且つウォーム溝の一端側で噛合状態のローラピンが両側面の一方に、他端側で噛合状態のローラピンが両側面の他方に当接する様にしたので、特許文献１のウォーム減速機と同様に、高速入力が可能で、広範囲の減速比を得ることが可能で、トルクの伝達力が高く、回転伝達精度が高く、噛合状態の各ローラピンが容易に回転可能で、ウォームとホイール間にガタツキがなくバックラッシュを完全に無くすことが出来、入力回転を逆転しても、逆転時にガタツキを生じず円滑な回転出力を得ることが可能にすることが出来るのに加え、ウォーム溝の形状に工夫を凝らすことで、ローラピンはホイールに対し単に回転可能に取り付けられてさえいれば良いため、全体的な構造を簡略化することが出来る等その実用的効果甚だ大である。

以下、本発明に係る減速機の一実施例を図面に基づき説明する。
図１、２は減速機の正面図及び断面図であり、図３、４は減速機の第１、２実施例におけるローラピンのウォーム溝への噛合状態を示す説明図であり、図５、６は図３、４の要部拡大図であり、図７、８は減速機の第１、２実施例におけるウォームの製造過程を示す説明図である。
本発明に係る減速機にあっては、主に、入力軸１に固定されたウォーム２と、出力軸３に固定されたホイール４を備え、ウォーム２におけるウォーム溝５に、ホイール４における複数のローラピン６、6a…を噛合させて、ウォーム２の動力をホイール４に伝える様にしている。

ウォーム２にあっては、外周面に螺旋状のウォーム溝５を有し、該ウォーム溝５は、ホイール４におけるローラピン６、6a…の内少なくとも３個が同時に噛合する様に設けられている。

ホイール４にあっては、ウォーム２との対向面に複数個のローラピン６、6a…を設け、該ローラピン６、6a…はホイール４に回転自在に支持され、出力軸３を中心とした円上に等間隔に配置されている。

ローラピン６、6a…の径は、ウォーム溝５の幅より小径で、ウォーム溝５のどちらか一方の側面にだけ当接し、各ローラピン６、6a…のウォーム溝５への当接面は、ウォーム２の中心より一端側で一側面に、他端側で他側面になる様に形成され、第１実施例においては、図３に示す様に、各ローラピン６、6a…はウォーム２の一端側でウォーム溝５の一端側の側面７を、他端側でウォーム溝５の他端側の側面7aを当接面とし、第２実施例においては、図４に示す様に、各ローラピン６、6a…はウォーム２の一端側でウォーム溝５の他端側の側面7aを、他端側でウォーム溝５の一端側の側面７を当接面としている。

上記ウォーム溝５の形成方法にあっては、図７、８に示す様に、ウォーム基材10を回転駆動するとともに、ウォーム溝５の切削工具Ｔ（エンドミル）を、ローラピン６、6a…の軌道上を等速円運動させることで、ローラピン６、6a…の等速円運動と、ウォーム基材10の等速回転運動との２つの運動の合成軌跡によるウォーム溝５が、ウォーム２の外周面に形成される。
その過程において、切削工具がウォーム基材10の中央に到達した時点で、切削工具Ｔの等速円運動を停止させると共に、ウォーム基材10だけを、削成されたウォーム溝５の前半部位における一側面と、削成するウォーム溝５の後半部位の他側面間の幅がローラピン６、6a…の径と同寸になる様に正逆回転（図７においては加工方向と同方向の回転、図８においては加工方向と逆方向の回転）させて補正部位８を削成した後、再びウォーム基材10の等速回転運動及び切削工具Ｔの等速円運動を開始させる。
よって、ウォーム溝５のピッチは、両端側より中央側へ徐々に広くなり、そのピッチは一定寸法で形成されず、常にウォーム溝５の一端側に噛合状態のローラピン６、6a…が側面７、7aの一方に、他端側に噛合状態のローラピン６、6a…が側面７、7aの他方に夫々当接状態となり、その中間に位置するローラピン６、6a…は側面７、7aのどちらか一方に当接状態であるか、補正部位８内に位置することで、バックラッシュが発生しない様にしている。

尚、ウォーム溝５の形成方法は、上記方法に限定せず、例えばウォーム基材10にローラピン６、6a…の径と同幅の溝を形成した後、その溝の一端側より中央側へ両側面の一方を、他端側より中央側へ両側面の他方を夫々切削し拡幅することで、ウォーム溝５と成すなど、要するに常にウォーム溝５を、一端側に噛合状態のローラピン６、6a…が側面７、7aの一方に、他端側に噛合状態のローラピン６、6a…が側面７、7aの他方に夫々当接状態となる様に形成されれば、その形成方法は問わない。

又、図９、１０に示す様に、ウォーム２を２つのウォーム部材2a、2bで構成しても良く、この場合、ウォーム部材2a、2bの螺旋溝5a、5bを別々に形成し、取付時に中央側で螺旋溝5a、5bをずらして連結することで、補正部位８を有するウォーム溝５が形成されたウォーム２とする様にしても良い。

次に、本発明に係る減速機の作用について説明する。
入力軸２の回転駆動に伴いウォーム２が回転すると、該ウォーム２におけるウォーム溝５に噛合するローラピン６、6a…が回転しつつ一端側より他端側へ移動することによりホイール４が回転し、出力軸３が回転する。これによって、入力軸２に伝えられた回転動力が、減速して出力軸３に伝えられる。

但し、図面上、ウォーム溝５を直線状に形成しているが、これはあくまでも本発明を説明し易くするための概略図として描かれたものであり、本来正弦曲線に近い形態である。

尚、上記「ウォーム」は「バレルカム」と、上記「ローラピン」は「カムフォロア」と称されることもあるが、ここでは「ウォーム」及び「ローラピン」と称することにする。

本発明に係る減速機の正面図である。減速機の断面図である。減速機の第１実施例におけるローラピンのウォーム溝への噛合状態を示す説明図である。減速機の第２実施例におけるローラピンのウォーム溝への噛合状態を示す説明図である。図３の要部拡大図である。図４の要部拡大図である。減速機の第１実施例におけるウォームの製造過程の一実施例を示す説明図である。減速機の第２実施例におけるウォームの製造過程の一実施例を示す説明図である。減速機の第３実施例におけるローラピンのウォーム溝への噛合状態を示す説明図である。減速機の第４実施例におけるローラピンのウォーム溝への噛合状態を示す説明図である。

符号の説明

２ウォーム
４ホイール
５ウォーム溝
６、6a… ローラピン
７、7a 側面
８補正部位
10 ウォーム基材
Ｔ切削工具

Claims

螺旋状のウォーム溝を有するウォームと、前記ウォーム溝に噛合する複数のローラピンを回転自在に支持したホイールとを備え、前記ローラピンは、前記ウォーム溝の両側面のどちらか一方に当接し、前記ウォーム溝の中央部に、ローラピンが当接する一方の側面を他方の側面に変更する補正部位を形成し、かかるウォーム溝に少なくとも３個のローラピンが常に噛合状態となる様にし、且つウォーム溝の一端側で噛合状態のローラピンが両側面の一方に、他端側で噛合状態のローラピンが両側面の他方に当接する様にしたことを特徴とする減速機。
ウォームを、螺旋溝を有する複数個のウォーム部材を、中央側で螺旋溝をずらして連結連結して、ウォーム溝の一端側で噛合状態のローラピンが両側面の一方に、他端側で噛合状態のローラピンが両側面の他方に当接する様にしたことを特徴とする請求項１記載の減速機。