JP2011174558A - Method of automatically matching worm phase - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば電動ステアリングや各種トランスミッションに用いられた既存のウォームギヤにおいて、ウォーム(ねじ歯車)をウォームホイール(はすば歯車)に組付ける際に、双方の歯部(山部)と溝部(谷部)相互の位相を自動的に合わせるためのウォーム位相自動合わせ方法に関する。 In the present invention, for example, in an existing worm gear used for electric steering and various transmissions, when a worm (screw gear) is assembled to a worm wheel (helical gear), both teeth (ridges) and grooves ( Tanibe) The present invention relates to a warm phase automatic alignment method for automatically adjusting the mutual phases.
従来、ウォーム(ねじ歯車)をウォームホイール(はすば歯車)に組付ける各種の技術が知られている。例えば特許文献1には、組付け処理時にウォームとウォームホイールとが干渉し、ウォームと当該ウォームを回転させる装置との間に所定の滑りが生じた場合、ウォームとウォームホイールとの噛み合い状態を変えた後(即ち、双方の歯部(山部)と溝部(谷部)相互の位相合わせを行った後)、再び組付け処理を実施する技術が示されている。 Conventionally, various techniques for assembling a worm (screw gear) to a worm wheel (helical gear) are known. For example, in Patent Document 1, when the worm and the worm wheel interfere with each other during the assembly process and a predetermined slip occurs between the worm and the device that rotates the worm, the meshing state of the worm and the worm wheel is changed. After that (that is, after phase matching between both tooth portions (peak portions) and groove portions (valley portions)), a technique for performing the assembly process again is shown.
また、例えば特許文献2には、組付け処理時にウォームとウォームホイールとの最初の接触がそれぞれの歯部(山部)同士の間で起きるように、ウォーム及びウォームホイール双方の歯部(山部)と溝部(谷部)相互の位相合わせを行った後、組付け処理を実施する技術が示されている。
Further, for example,
ところで、上記した特許文献1,2の技術では、共に、ウォームをウォームホイールに組付ける一連の組付け処理とは別に、双方の歯部(山部)と溝部(谷部)相互の位相合わせを行わなければならないため、その分だけ、手間がかかり面倒であると共に、ウォームとウォームホイールとの組付け処理が煩雑になり、当該組付け処理の効率化に一定の限界がある。また、組付け処理の煩雑の程度によっては、当該組付け処理に要する時間がかかるため、その分だけ組付け処理に要するコストが上昇してしまう。更に、位相合わせの際にウォームとウォームホイールとが引っ掛かり、その程度によっては、双方が損傷してしまう虞がある。
By the way, in both of the techniques disclosed in
本発明は、上記したような問題を解決するためになされており、その目的は、ウォームをウォームホイールに組付ける一連の組付け処理に際し同時に、双方の歯部と溝部相互の位相合わせを自動的に行うことにより、ウォーム及びウォームホイール双方に損傷を与えることなく、短時間で効率的に且つ低コストに組付け処理を実施することが可能なウォーム位相自動合わせ方法を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and its purpose is to automatically phase align both teeth and grooves simultaneously in a series of assembly processes for assembling a worm to a worm wheel. Thus, it is an object of the present invention to provide a worm phase automatic alignment method capable of performing an assembly process efficiently and at low cost in a short time without damaging both the worm and the worm wheel.
この目的を達成するために、本発明は、ウォームをウォームホイールに組付ける際に、双方の歯部と溝部相互の位相を自動的に合わせることが可能なウォーム位相自動合わせ方法であって、ウォームをウォームホイールに対向した平行移動初期位置に位置付ける第1工程と、ウォームの歯先がウォームホイールの歯先最大外径に隣接するまで、ウォームを平行移動初期位置からウォームホイールに向けて平行移動させて、位相合わせ開始位置に位置付ける第2工程と、ウォームを位相合わせ開始位置に位置付けた状態において、ウォームをその回転軸を中心に回転させながら同時に、ウォームホイールに向けて平行移動させるための押圧力を当該ウォームに付与しつつ、ウォームをその回転軸に沿って最小移動量だけ平行に移動させる第3工程と、ウォームを最小移動量だけ移動させる際、ウォームに付与された押圧力によって、当該ウォームに生じるウォームホイールからの反力の有無を検知する第4工程と、ウォームを最小移動量だけ移動させる間に、少なくとも1回は検知される反力無しとの検知結果に基づいて、ウォームを回転させながら同時に、ウォームホイールに向けて平行移動させて、ウォームの歯先をウォームホイールの溝部に一部挿入することで、ウォーム及びウォームホイール双方の歯部を一部歯合させる第5工程と、一部歯合した歯部相互を介してウォームの回転運動をウォームホイールに伝達し、当該ウォームホイールを回転させながら、さらにウォームをウォームホイールに向けて平行移動させ、ウォームの歯部をウォームホイールの溝部に完全に挿入させる第6工程とを有する。
本発明では、第3工程において、ウォームの回転角度をθ、ウォームホイールの歯部の周方向長さをL、ウォームの歯部のピッチをPとすると、ウォームをその回転軸に沿って平行に移動させる際の最小移動量Zmは、
P1+Zm≧L
P1=P×(θ/360°)
P1:ウォームが角度θ回転した際の歯部の進み量
なる関係を満足するように設定されている。
本発明では、第5工程において、ウォームを回転させながら同時に、ウォームホイールに向けて平行移動させる際の移動量は、ウォームホイールの回転軸を中心とした歯先最先端までの直径に沿って隣り合う歯部相互の、ウォームの平行移動方向に沿った差分を最小移動量として規定され、当該最小移動量を超えて、ウォームをウォームホイールに向けて平行移動させる。
In order to achieve this object, the present invention provides a worm phase automatic alignment method capable of automatically aligning the phases of both teeth and grooves when a worm is assembled to a worm wheel. The first step of positioning the worm wheel at the initial translation position facing the worm wheel, and the worm is translated from the translation initial position toward the worm wheel until the tooth tip of the worm is adjacent to the maximum outer diameter of the tooth tip of the worm wheel. Then, in the second step of positioning at the phase alignment start position and the state where the worm is positioned at the phase alignment start position, the pressing force for translating toward the worm wheel while rotating the worm about its rotation axis at the same time Is applied to the worm and the worm is moved in parallel along the rotation axis by a minimum amount of movement. And the fourth step of detecting the presence or absence of reaction force from the worm wheel generated in the worm by the pressing force applied to the worm when the worm is moved by the minimum movement amount, and during the movement of the worm by the minimum movement amount In addition, based on the result of detection that there is no reaction force detected at least once, the worm is rotated and simultaneously translated toward the worm wheel, and the worm tooth tip is partially inserted into the groove of the worm wheel. By doing so, the fifth step of partially engaging the teeth of both the worm and the worm wheel, and transmitting the rotational movement of the worm to the worm wheel via the partially engaged teeth, the worm wheel is rotated. Then, move the worm further toward the worm wheel and fully insert the worm teeth into the groove of the worm wheel. And a sixth step of.
In the present invention, in the third step, when the rotation angle of the worm is θ, the circumferential length of the tooth portion of the worm wheel is L, and the pitch of the tooth portion of the worm is P, the worm is parallel to the rotation axis. The minimum amount of movement Zm when moving is
P1 + Zm ≧ L
P1 = P × (θ / 360 °)
P1: It is set so as to satisfy the relationship of the advance amount of the tooth portion when the worm rotates by the angle θ.
In the present invention, in the fifth step, while the worm is rotated, at the same time, the amount of movement when parallelly moving toward the worm wheel is adjacent along the diameter up to the tip of the tooth tip centered on the rotation axis of the worm wheel. The difference between the tooth portions in alignment along the parallel movement direction of the worm is defined as the minimum movement amount, and the worm is translated toward the worm wheel beyond the minimum movement amount.
本発明によれば、ウォームをウォームホイールに組付ける一連の組付け処理に際し同時に、双方の歯部と溝部相互の位相合わせを自動的に行うことにより、ウォーム及びウォームホイール双方に損傷を与えることなく、短時間で効率的に且つ低コストに組付け処理を実施することが可能なウォーム位相自動合わせ方法を実現することができる。 According to the present invention, during a series of assembly processes for assembling the worm to the worm wheel, both the teeth and the groove are automatically phase-matched without damaging both the worm and the worm wheel. Thus, it is possible to realize a warm phase automatic alignment method capable of performing the assembly process efficiently in a short time and at low cost.
以下、本発明の一実施形態に係るウォーム位相自動合わせ方法について、添付図面を参照して説明する。
本実施例では、例えば電動ステアリングや各種トランスミッションに用いられた既存のウォームギヤにおいて、ウォーム(ねじ歯車)をウォームホイール(はすば歯車)に組付ける際に、双方の歯部(山部)と溝部(谷部)相互の位相を自動的に合わせることが可能なウォーム位相自動合わせ方法を想定する。
Hereinafter, a worm phase automatic alignment method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
In this embodiment, for example, in an existing worm gear used for electric steering and various transmissions, when a worm (screw gear) is assembled to a worm wheel (helical gear), both teeth (ridges) and grooves (Tanibe) A worm phase automatic alignment method capable of automatically adjusting the phases of each other is assumed.
なお、本実施例のウォーム位相自動合わせ方法において、ウォーム及びウォームホイールは、市販された既存のウォームギヤをそのまま利用することができる。このため、当該ウォーム及びウォームホイールの大きさ、形状、材質等について、ここでは特に限定しないが、下記の実施形態では、ウォームギヤの一例として、一般的な電動ステアリングや各種トランスミッションに用いられた金属製のウォームと、樹脂製のウォームホイールとを想定する。 In addition, in the worm phase automatic alignment method of the present embodiment, a commercially available existing worm gear can be used as it is for the worm and the worm wheel. For this reason, the size, shape, material, etc. of the worm and worm wheel are not particularly limited here, but in the following embodiment, as an example of the worm gear, the metal made for general electric steering and various transmissions is used. Worm and resin worm wheel are assumed.
図1(a)〜(c)に示すように、ウォーム2は、コンピュータ等を内蔵した駆動機構(図示しない)によって回転自在に支持された円柱状のウォーム軸2aを1本備えており、ウォーム軸2aの外周には、その回転軸Ax1を中心に1本の歯部(山部)2bが螺旋状に連続して構成されている。この場合、螺旋状の歯部(山部)2b相互間には、回転軸Ax1を中心に螺旋状の溝部(谷部)2cが連続して介在されている。
As shown in FIGS. 1A to 1C, the
なお、ウォーム軸2a周りの歯部(山部)2bの螺旋ピッチは、互いに同一或いはランダムに設定されている場合の双方を想定する。また、螺旋状の歯部(山部)2bについては、これをウォーム歯(ウォーム山)と、また、螺旋状の溝部(谷部)2cについては、これをウォーム溝(ウォーム谷)と称する場合も想定されるが、以下では、ウォーム歯2b、ウォーム溝2cと称することとする。
In addition, both the cases where the helical pitch of the tooth part (mountain part) 2b around the
一方、ウォームホイール4は、コンピュータ等を内蔵した駆動機構(図示しない)によって回転自在に支持された円板状のホイール本体4aを備えており、ホイール本体4aには、その回転軸Ax2を中心に同径を成した複数の歯部(山部)4bが外周に沿って所定間隔(例えば、等間隔)で構成されている。この場合、複数の歯部(山部)4b相互間には、回転軸Ax2を中心に同径を成した複数の溝部(谷部)4cが所定間隔(例えば、等間隔)で介在されている。
On the other hand, the
なお、複数の歯部(山部)4bについては、これらをホイール歯(ホイール山)と、また、複数の溝部(谷部)4cについては、これらをホイール溝(ホイール谷)と称する場合も想定されるが、以下では、ホイール歯4b、ホイール溝4cと称することとする。
In addition, about the several tooth part (mountain part) 4b, these are also called a wheel tooth (wheel crest), and about the some groove part (valley part) 4c, these may be called a wheel groove (wheel trough). However, in the following, they are referred to as
そして、上記したウォーム歯2bとホイール溝4cとの位相(別の捉え方をすると、ウォーム溝2cとホイール歯4bとの位相)を合わせて、ウォーム2をウォームホイール4に組付けることにより(図1(e)参照)、回転運動をウォーム2からウォームホイール4に減速して伝達することができると共に、これとは逆に、回転運動をウォームホイール4からウォーム2に増速して伝達することができる。
The
ここで、ウォーム2をウォームホイール4に組付ける際に、上記したウォーム歯2bとホイール溝4cとの位相(ウォーム溝2cとホイール歯4bとの位相)を自動的に合わせるウォーム位相自動合わせ方法について説明する。なお、以下の説明では、既存のギヤボックス6内で回転フリー状態にセットされたウォームホイール4に対して、ウォーム2を組付ける場合を想定する。また、当該組付け処理では、一例として、市販されている3軸(X軸、Z軸、回転軸)制御対応の垂直多間接ロボット(図示しない)によって、ウォーム2の水平移動(X軸)、垂直下方向移動(Z軸)、回転運動(回転軸)を制御することとする。
Here, when the
まず、ウォーム2を垂直下方向(Z軸)に沿って移動させて、ギヤボックス6に挿入し(図1(a))、ウォームホイール4から離間した位置(即ち、ウォーム2がウォームホイール4と干渉しない位置)に配置する(図1(b))。このとき、ウォーム2のウォーム歯2b(ウォーム溝2c)が、ウォームホイール4のホイール溝4c(ホイール歯4b)に対向(対面、正対の意味を含む)するように、ウォーム2を位置決め配置する。具体的には、ウォーム2を、その回転軸Ax1がウォームホイール4の回転軸Ax2に対して直交する関係に位置付けると同時に、回転軸Ax1及び回転軸Ax2の双方に直交し、且つ、それぞれの回転軸Ax1,Ax2を貫通する1本の軸線(X軸:図2(a),(b)参照)上に位置決め配置する。
First, the
この状態で、ウォーム2は、平行(水平)移動初期位置に位置付けられている。なお、平行(水平)移動初期位置は、上記したX軸上の座標として規定することができる。この場合、ウォーム2を平行(水平)移動初期位置に位置付けて、X軸上の座標として規定するまでの組付け処理(初期位置座標規定処理)は、垂直多間接ロボット(図示しない)に設けられたコンピュータにおいて、ROM(図示しない)に記憶された初期位置座標規定処理プログラムがRAM(図示しない)を作業領域としてCPU(図示しない)で実行される。
In this state, the
この後、ウォーム2を、平行(水平)移動初期位置から水平方向(X軸)に沿ってウォームホイール4に向けて平行(水平)移動させる。具体的には、ウォーム2(ウォーム歯2b)の歯先が、ウォームホイール4の歯先最大外径Tに隣接するまで、ウォーム2を平行(水平)移動初期位置からウォームホイール4に向けて平行(水平)移動させて、位相合わせ開始位置に位置付ける。
Thereafter, the
なお、ウォーム2(ウォーム歯2b)の歯先は、ウォーム2の回転軸Ax1を中心としたウォーム2(ウォーム歯2b)の最大外径Sとして規定されている。具体的には、当該最大外径Sは、ウォーム2の回転軸Ax1に直交する1つの仮想平面を想定すると、ウォーム軸2aに沿って螺旋状に連続して構成された1本のウォーム歯2bの歯先のうち、当該仮想平面上に位置する歯先と、回転軸Ax1との間の仮想平面上における距離(即ち、半径:S/2)を2倍した値、即ち、回転軸Ax1を中心としたウォーム2の直径(S)として規定される。
The tooth tip of the worm 2 (
また、ウォームホイール4の歯先最大外径Tは、ウォームホイール4の回転軸Ax2を中心としたホイール歯4bの歯先最先端までの直径として規定される。具体的には、当該歯先最大外径Tは、ホイール本体4aの外周に沿って構成された複数のホイール歯4bの歯先最先端を、外周に沿って互いに結んで構成される1つの仮想円の直径、即ち、回転軸Ax2を中心としたウォームホイール4の歯先円直径(T)として規定される。
The maximum tooth tip outer diameter T of the
このように、ウォーム2を上記した平行(水平)移動初期位置から平行(水平)移動させることで、当該ウォーム2は、位相合わせ開始位置に位置付けられる(図1(c))。
ここで、ウォーム2を平行(水平)移動初期位置から位相合わせ開始位置まで平行(水平)移動させる移動量(移動距離)について、図2(a),(b)を参照して説明する。
Thus, by moving the
Here, the movement amount (movement distance) by which the
図2(a),(b)には、それぞれ、ウォーム2の平行(水平)移動量(移動距離)を規定するX軸と、当該X軸に直交するZ軸とが示されており、当該Z軸は、後述するウォーム2の垂直移動量(垂直移動距離)を規定している。この場合、X軸は、上記した平行(水平)移動初期位置において、ウォーム2の回転軸Ax1がウォームホイール4の回転軸Ax2に対して直交する関係に位置付けられた状態で、回転軸Ax1及び回転軸Ax2の双方に直交し、且つ、それぞれの回転軸Ax1,Ax2を貫通する1本の軸線として規定されている。
2 (a) and 2 (b) show an X axis that defines the parallel (horizontal) movement amount (movement distance) of the
ところで、ギヤボックス6内におけるウォームホイール4のセット位置(回転状態)によっては、位相合わせ開始位置において、ウォーム2(ウォーム歯2b)の歯先が、ウォームホイール4のホイール歯4bに対応した歯先最大外径Tに隣接して位置付けられる場合(図2(a))、又は、ウォーム2(ウォーム歯2b)の歯先が、ウォームホイール4のホイール溝4cに対応した歯先最大外径Tに隣接して位置付けられる場合(図2(b))が想定される。
By the way, depending on the set position (rotation state) of the
いずれの場合においても、ウォームホイール4の歯先最大外径TとX軸との2つ交点のうち、ウォーム2側の最大外径点Tmaxと、ウォーム2(ウォーム歯2b)の最大外径SとX軸との2つの交点のうち、ウォームホイール4側の最大外径点Smaxとを差分した絶対値(|Smax−Tmax|)を演算することにより、ウォーム2の平行(水平)移動量(移動距離)Mを設定することができる。なお、当該差分演算処理は、垂直多間接ロボットに設けられたコンピュータにおいて、ROMに記憶された差分演算処理プログラムがRAMを作業領域としてCPUで実行される。
In any case, of the two intersections of the tooth tip maximum outer diameter T of the
そして、当該差分演算処理を介して得られた絶対値に対応(一致)した移動量Mだけ、ウォーム2を、平行(水平)移動初期位置から水平方向(X軸)に沿ってウォームホイール4に向けて平行(水平)移動させることにより、当該ウォーム2を、最適な位相合わせ開始位置に位置付けることができる(図1(c))。なお、当該移動処理は、垂直多間接ロボットに設けられたコンピュータにおいて、ROMに記憶された移動処理プログラムがRAMを作業領域としてCPUで実行される。
Then, the
続いて、図1(d)に示すように、ウォーム2を位相合わせ開始位置に位置付けた状態において、ウォーム2をその回転軸Ax1を中心に所定方向Rへ回転させながら同時に、ウォームホイール4に向けて平行移動させるための押圧力を当該ウォーム2に付与しつつ、ウォーム2をその回転軸Ax1に沿って(具体的には、垂直下方向(Z軸)に沿って)平行に移動させる。なお、当該移動処理は、垂直多間接ロボットに設けられたコンピュータにおいて、ROMに記憶された移動処理プログラムがRAMを作業領域としてCPUで実行される。
Subsequently, as shown in FIG. 1D, in a state where the
この場合、ウォーム2を回転させる際の回転速度等については、ウォーム2及びウォームホイール4の大きさ、形状等に応じて最適な値に設定されるため、ここでは特に数値限定しない。また、ウォーム2をウォームホイール4に向けて平行移動させるための押圧力については、当該押圧力によってウォーム2(ウォーム歯2b)の歯先が、ウォームホイール4のホイール歯4bに圧接した際、その圧接力でホイール歯4bや他のウォームホイール4の部位がウォーム歯2bの歯先で損傷しない程度に自動調整される。この場合、当該押圧力(圧接力)の程度(強さ)は、ウォーム2及びウォームホイール4の材質、大きさ等に応じて最適な値に自動調整されるため、ここでは特に数値限定しない。
In this case, the rotational speed at the time of rotating the
ここで、ウォーム2をその回転軸Ax1に沿って(具体的には、垂直下方向(Z軸)に沿って)平行に移動させる際の移動量について、図2(c),(d)を参照して説明する。
当該移動量は、ウォーム2を回転させる際の回転角度と、複数のホイール歯4bの個々の周方向長さと、ウォーム軸2a周りに螺旋状に連続したウォーム歯2bの螺旋ピッチとの関係を考慮して設定される。
Here, FIGS. 2C and 2D show the movement amount when the
The amount of movement takes into account the relationship between the rotation angle when rotating the
具体的には、ウォーム2の回転角度をθ(°)、ホイール歯4bの個々の周方向長さをL(mm)、ウォーム歯2bの螺旋ピッチをP(mm)とすると、ウォーム2を垂直下方向(Z軸)に沿って平行に移動させる際の最小移動量Zmは、下記の関係を満足するように設定されている。なお、P1は、ウォーム2が角度θ回転した際のウォーム歯2bの垂直下方向(Z軸)に沿った進み量を示す。
P1+Zm≧L
P1=P×(θ/360°)
Specifically, when the rotation angle of the
P1 + Zm ≧ L
P1 = P × (θ / 360 °)
また、上記の関係を満足したウォーム2の垂直下方向(Z軸)移動の際には、ウォーム2に付与された押圧力によって、当該ウォーム2に生じるウォームホイール4からの反力の有無が検知される。この場合、上記の関係に従ってウォーム2を最小移動量Zmだけ垂直下方向(Z軸)に移動させる間に、少なくとも1回は、ウォーム2(ウォーム歯2b)の歯先が、ウォームホイール4のホイール溝4cに対向する。このとき、「反力無し」との検知がされ、当該検知結果に基づいて、ウォーム2をその回転軸Ax1を中心に所定方向Rへ回転させながら同時に、ウォームホイール4に向けて平行移動させる。
Further, when the
この場合、ウォームホイール4からの反力の有無の検知については、垂直多間接ロボットに設けられたコンピュータにおいて、ROMに記憶された反力検知処理プログラムがRAMを作業領域としてCPUで実行される。また、「反力無し」との検知がされた際に、ウォーム2をウォームホイール4に向けて平行移動させる場合において、当該ウォーム2に付与されている押圧力をそのまま利用して、ウォーム2をウォームホイール4に向けて平行移動させてもよいし、或いは、さらに押圧力を高めることで、当該ウォーム2の平行移動速度を上げるようにしてもよい。
In this case, regarding the detection of the presence or absence of reaction force from the
ここで、ウォームホイール4からの反力検知を行いつつ、上記の関係を満足したウォーム2の垂直下方向(Z軸)移動の際、「反力無し」との検知結果に基づいて、ウォーム2を回転させながら同時に、ウォームホイール4に向けて平行移動させる処理について、図3(a)〜(d)及び図4(a),(b)を参照して具体的に説明する。なお、当該反力検知移動処理は、垂直多間接ロボットに設けられたコンピュータにおいて、ROMに記憶された反力検知移動処理プログラムがRAMを作業領域としてCPUで実行される。
Here, while detecting the reaction force from the
まず、図3(a)〜(d)に示すように、位相合わせ開始位置において、ウォーム2(ウォーム歯2b)の歯先が、ウォームホイール4のホイール歯4bに対応した歯先最大外径Tに隣接して位置付けられた場合(同図(a))、ウォームホイール4からの「反力の有り」との検知がされる。このため、当該検知結果に基づいて、ウォーム2を回転させながら同時に、上記の関係を満足した最小移動量Zmだけウォーム2を垂直下方向(Z軸)に移動させる(同図(b))。なお、このとき、ウォーム2(ウォーム歯2b)の歯先は、ホイール歯4bの歯面に圧接した状態で摺動することになるが、当該圧接力は、上記したように最適な値に自動調整されるため、当該ウォーム2の歯先でホイール歯4bの歯面が損傷することはない。
First, as shown in FIGS. 3A to 3D, the tooth tip of the worm 2 (
そして、当該最小移動量Zmだけウォーム2を移動させる間に、ウォーム2(ウォーム歯2b)の歯先が、ウォームホイール4のホイール溝4cに対向する(同図(c))。このとき、「反力無し」との検知がされる。これに同期して、当該検知結果に基づいて、ウォーム2を回転させながら同時に、ウォームホイール4に向けて平行移動させて、ウォーム2の歯先をウォームホイール4のホイール溝4cに挿入する(同図(d))。
Then, while the
一方、図4(a),(b)に示すように、位相合わせ開始位置において、ウォーム2(ウォーム歯2b)の歯先が、ウォームホイール4のホイール溝4cに対応した歯先最大外径Tに対向して位置付けられた場合(同図(a))、ウォームホイール4からの「反力の無し」との検知がされる。この場合には、当該検知結果に基づいて、ウォーム2を回転させながら同時に、ウォームホイール4に向けて平行移動させて、ウォーム2の歯先をウォームホイール4のホイール溝4cに挿入する(同図(b))
On the other hand, as shown in FIGS. 4A and 4B, the tooth tip of the worm 2 (
ここで、「反力無し」との検知がされた際に、ウォーム2をウォームホイール4に向けて平行移動させて、ウォーム2の歯先をウォームホイール4のホイール溝4cに挿入する移動量について、図2(e)を参照して説明する。
この場合、当該移動量は、ウォームホイール4の歯先最大外径T(即ち、ウォームホイール4の回転軸Ax2を中心としたホイール歯4bの歯先最先端までの直径)に沿って隣り合うホイール歯4b相互の水平方向(X軸:ウォーム2の平行移動方向)に沿った差分Xmを最小移動量として規定される。
Here, when it is detected that “no reaction force” is detected, the
In this case, the moving amount is adjacent to the tooth tip maximum outer diameter T of the worm wheel 4 (that is, the diameter of the
そして、当該最小移動量Xmを超えて、ウォーム2をウォームホイール4に向けて平行移動させることにより、ウォーム2(ウォーム歯2b)の歯先を、ウォームホイール4のホイール溝4c内に確実に挿入させることができる。別の捉え方をすると、当該最小移動量Xmを超えて、ウォーム2をウォームホイール4に向けて平行移動させることにより、ウォーム2のウォーム溝2c内に、ウォームホイール4のホイール歯4bの歯先を確実に挿入させることができる。このとき、ウォーム2及びウォームホイール4双方の歯2b,4bが一部歯合した状態、具体的には、ウォーム2(ウォーム歯2b)の歯先と、ウォームホイール4のホイール歯4bの歯先とが互いに歯合した状態になる。
Then, the tooth tip of the worm 2 (
この状態において、ウォーム2は常時回転し続けているため、このときの回転運動は、ウォーム2(ウォーム歯2b)の歯先から、ウォームホイール4のホイール歯4bの歯先に伝達され、回転フリー状態にある当該ウォームホイール4を回転させる。これにより、さらに最小移動量Xmを超えて、ウォーム2をウォームホイール4に向けて平行移動させることができるため、ウォーム歯2bをホイール溝4c内に(別の捉え方をすると、ウォーム溝2c内にホイール歯4bを)滑らか且つスムーズに完全に挿入させることができる(図1(e)参照)。
In this state, since the
このとき、ウォーム2のウォームホイール4への平行移動を停止させることにより、ウォーム歯2bとホイール溝4cとの位相(別の捉え方をすると、ウォーム溝2cとホイール歯4bとの位相)を合わせが完了する。なお、当該位相合わせ最終処理は、垂直多間接ロボットに設けられたコンピュータにおいて、ROMに記憶された位相合わせ最終処理プログラムがRAMを作業領域としてCPUで実行される。
At this time, by stopping the parallel movement of the
このように、位相合わせが完了した状態において、ウォーム2は、その一端側が軸受8(図1(a),(b)参照)で回転自在に支持される。これにより、回転運動をウォーム2からウォームホイール4に減速して伝達することが可能になると共に、これとは逆に、回転運動をウォームホイール4からウォーム2に増速して伝達することが可能になる。
Thus, in a state where the phase alignment is completed, one end of the
以上、本実施形態のウォーム位相自動合わせ方法によれば、ウォーム2をウォームホイール4に組付ける一連の組付け処理に際し同時に、双方の歯部と溝部相互の位相、即ち、ウォーム歯2bとホイール溝4cとの位相(ウォーム溝2cとホイール歯4bとの位相)合わせを自動的に行うことができる。これにより、ウォーム2とウォームホイール4との組付け処理の効率化をさらに向上させることができる。
As described above, according to the worm phase automatic alignment method of the present embodiment, at the time of a series of assembling processes for assembling the
また、このように、組付け処理の効率化を図ることにより、当該組付け処理に要する時間を短縮化することができるため、その分だけ、ウォーム2とウォームホイール4との組付け処理に要するコストを大幅に低減させることができる。
Moreover, since the time required for the assembly process can be shortened by improving the efficiency of the assembly process in this way, the assembly process of the
また、本実施形態のウォーム位相自動合わせ方法によれば、上記した位相合わせ最終処理において、ウォーム2の回転運動によってウォームホイール4を回転させながら、ウォーム2とウォームホイール4との組付け処理が行われるため、ウォームとウォームホイールとが引っ掛かるような事態はまったく生じない。これにより、ウォーム2及びウォームホイール4双方に損傷を与えることなく、ウォーム2をウォームホイール4に安全確実に組付けることができる。
Further, according to the worm phase automatic alignment method of the present embodiment, in the above-described final phase alignment process, the assembly process of the
2 ウォーム
2a ウォーム軸
2b ウォーム歯(歯部)
2c ウォーム溝(溝部)
4 ウォームホイール
4a ホイール本体
4b ホイール歯(歯部)
4c ホイール溝(溝部)
Ax1 ウォームの回転軸
Ax2 ウォームホイールの回転軸
2
2c Worm groove (groove)
4
4c Wheel groove (groove)
Ax1 Worm rotation axis Ax2 Worm wheel rotation axis
Claims (3)
ウォームをウォームホイールに対向した平行移動初期位置に位置付ける第1工程と、
ウォームの歯先がウォームホイールの歯先最大外径に隣接するまで、ウォームを平行移動初期位置からウォームホイールに向けて平行移動させて、位相合わせ開始位置に位置付ける第2工程と、
ウォームを位相合わせ開始位置に位置付けた状態において、ウォームをその回転軸を中心に回転させながら同時に、ウォームホイールに向けて平行移動させるための押圧力を当該ウォームに付与しつつ、ウォームをその回転軸に沿って最小移動量だけ平行に移動させる第3工程と、
ウォームを最小移動量だけ移動させる際、ウォームに付与された押圧力によって、当該ウォームに生じるウォームホイールからの反力の有無を検知する第4工程と、
ウォームを最小移動量だけ移動させる間に、少なくとも1回は検知される反力無しとの検知結果に基づいて、ウォームを回転させながら同時に、ウォームホイールに向けて平行移動させて、ウォームの歯先をウォームホイールの溝部に挿入することで、ウォーム及びウォームホイール双方の歯部を一部歯合させる第5工程と、
一部歯合した歯部相互を介してウォームの回転運動をウォームホイールに伝達し、当該ウォームホイールを回転させながら、さらにウォームをウォームホイールに向けて平行移動させて、ウォームの歯部をウォームホイールの溝部に完全に挿入する第6工程とを有することを特徴とするウォーム位相自動合わせ方法。 When assembling the worm to the worm wheel, it is a worm phase automatic alignment method capable of automatically adjusting the phases of both teeth and grooves.
A first step of positioning the worm at a translational initial position opposite the worm wheel;
A second step in which the worm is translated from the initial translation position toward the worm wheel until the tooth tip of the worm is adjacent to the maximum outer diameter of the tooth tip of the worm wheel, and is positioned at the phase alignment start position;
While the worm is positioned at the phase alignment start position, the worm is rotated about its rotation axis, and at the same time, a pressing force is applied to the worm to translate it toward the worm wheel, while the worm is rotated on its rotation axis. A third step of moving in parallel by a minimum amount of movement along
A fourth step of detecting the presence or absence of reaction force from the worm wheel generated in the worm by the pressing force applied to the worm when the worm is moved by the minimum movement amount;
While moving the worm by the minimum movement amount, based on the detection result that there is no reaction force detected at least once, while rotating the worm and simultaneously moving it toward the worm wheel, Is inserted into the groove portion of the worm wheel, the fifth step of partially engaging the teeth of both the worm and the worm wheel;
The rotational movement of the worm is transmitted to the worm wheel via the mutually engaged teeth, and the worm is rotated parallel to the worm wheel while rotating the worm wheel, and the worm teeth are moved to the worm wheel. And a sixth step of completely inserting into the groove of the worm phase.
P1+Zm≧L
P1=P×(θ/360°)
P1:ウォームが角度θ回転した際の歯部の進み量
なる関係を満足するように設定されていることを特徴とする請求項1に記載のウォーム位相自動合わせ方法。 In the third step, assuming that the rotation angle of the worm is θ, the circumferential length of each tooth portion of the worm wheel is L, and the pitch of the tooth portion of the worm is P, the worm is moved in parallel along its rotation axis. The minimum movement amount Zm is
P1 + Zm ≧ L
P1 = P × (θ / 360 °)
2. The worm phase automatic alignment method according to claim 1, wherein P1 is set so as to satisfy the relationship of the advance amount of the tooth portion when the worm rotates by an angle θ.
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- 2010-02-25 JP JP2010039654A patent/JP5273067B2/en active Active
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