JP2014059001A - ウォームギア装置 - Google Patents

Abstract

【課題】摩擦力を十分に小さくするとともに簡単な構造で確実にボールを回転自在に保持するウォームギア装置を提供すること。
【解決手段】ウォームホイール１２０が、一対の円盤状部（１２１（１２２））と、ウォームと接触する複数の回転接触部１２３とからなり、この回転接触部が、ウォームと接触するボール１２３ａと、このボールの中心に対するボールの両側から突出した突起１２３ｂ、１２３ｃとを有し、一対の円盤状部のそれぞれの外周に周方向等間隔で配設した複数の第１凹状保持部１２１ａが、複数のボールを保持するとともに、第１凹状保持部よりウォームホイール径方向外側に配設した複数の第２凹状保持部１２１ｂが、一方の突起１２３ｂを保持し、第１凹状保持部よりウォームホイール径方向内側に配設した複数の第３凹状保持部１２１ｃが、他方の突起１２３ｃを保持していることを特徴とするウォームギア装置１００。
【選択図】図２

Description

本発明は、ウォームとウォームホイールとを有してウォームおよびウォームホイールの一方から他方へ動力を伝達するウォームギア装置に関する。

従来、ウォームとウォームホイールとを有してウォームからウォームホイールへ動力を伝達するウォームギア装置が知られている（例えば、特許文献１、２）。
特許文献１に記載された従来の第１の態様のウォームギア装置は、ウォームホイールに対して回転自在なロールがウォームホイールの外周に等間隔に配設され、ウォームがロールを介してウォームホイールに動力を伝達するように構成されていた。

同様に、特許文献２に記載された従来の第２の態様のウォームギア装置は、ウォームホイールに対して回転自在な球状の転動体がウォームホイールの外周に等間隔に配置され、ウォームが転動体を介してウォームホイールに動力を伝達するように構成されていた。
具体的には、転動体の位置に対応した箇所に穴を有したベルト状の保持環によって転動体が保持されていた。

特開昭６１−１６５０６７号公報 特開２００５−２４７０１１号公報

しかしながら、上述した従来の第１の態様のウォームギア装置は、ロールの軸がウォームホイールの周方向に設けられロールがウォームホイールの周方向を軸とした方向にしか回転しないばかりでなくロールを回転自在に保持するための部材を複数必要とする構造であったため、ロールがウォームからウォームホイールの周方向に大きな力を受けた場合に摩擦力を十分に低減することが困難であるという問題および構造が複雑となるという問題があった。

また、上述した従来の第２の態様のウォームギア装置は、ベルト状の保持環がウォームホイールとは別体であり単にウォームホイールの外周に周回して取り付けられている構造であったため、転動体がウォームからウォームホイールの周方向に大きな力を受けた場合に転動体およびベルト状の保持環がウォームホイールに対して周方向にずれて転動体が落下する虞や構造が複雑となるという問題があった。

そこで、本発明は、前述したような従来技術の問題を解決するものであって、すなわち、本発明の目的は、摩擦力を十分に小さくするとともに簡単な構造で確実にボールを回転自在に保持するウォームギア装置を提供することである。

本請求項１に係る発明は、ウォームと、ウォーム回転軸方向に対して交差する方向をウォームホイール回転軸方向とするウォームホイールとを有してウォームおよびウォームホイールの一方から他方へ動力を伝達するウォームギア装置において、前記ウォームホイールが、前記ウォームホイール回転軸方向に重ね合わせた一対の円盤状部と、前記ウォームと接触する複数の回転接触部とからなり、該回転接触部が、前記ウォームと接触するボールと、該ボールの中心に対するボールの両側から突出した突起とを有し、前記一対の円盤状部のそれぞれの外周に周方向等間隔で配設した複数の第１凹状保持部が、前記複数のボールをウォームホイール回転軸方向で対となって回転自在にそれぞれ保持するとともに、前記一対の円盤状部のそれぞれの第１凹状保持部よりウォームホイール径方向外側に配設した複数の第２凹状保持部が、前記突起の一方と係合して該一方の突起をウォームホイール回転軸方向で対となってそれぞれ保持し、前記一対の円盤状部のそれぞれの第１凹状保持部よりウォームホイール径方向内側に配設した複数の第３凹状保持部が、前記突起の他方と係合して該他方の突起をウォームホイール回転軸方向で対となってそれぞれ保持していることにより、前述した課題を解決するものである。

本請求項２に係る発明は、請求項１に記載されたウォームギア装置の構成に加えて、前記突起が、前記ボールの中心を貫通してピン端をボールの両側から突出するピンであり、該ピンが、前記ボールに対して回転自在に設けられていることにより、前述した課題をさらに解決するものである。

本請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載されたウォームギア装置の構成に加えて、前記ボールの両側から突出した突起の向きが、前記ウォームホイール径方向に設けられていることにより、前述した課題をさらに解決するものである。

本請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載されたウォームギア装置の構成に加えて、前記ウォームが、前記ボールとウォームホイール周方向一方側で接触するとともにウォームホイール周方向他方側で接触しないことにより、前述した課題をさらに解決するものである。

本請求項５に係る発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載されたウォームギア装置の構成に加えて、前記第１凹状保持部乃至第３凹状保持部が、前記ウォームホイールの外周に形成した歯形の先端よりウォームホイール中心側に配設されていることにより、前述した課題をさらに解決するものである。

本発明のウォームギア装置は、ウォームと、ウォーム回転軸方向に対して交差する方向をウォームホイール回転軸方向とするウォームホイールとを有していることにより、ウォームおよびウォームホイールの一方から他方へ動力を伝達することができるばかりでなく、以下のような特有の効果を奏することができる。

本請求項１に係る発明のウォームギア装置によれば、ウォームホイールが、ウォームホイール回転軸方向に重ね合わせた一対の円盤状部と、ウォームと接触する複数の回転接触部とからなり、この回転接触部が、ウォームと接触するボールと、このボールの中心に対するボールの両側から突出した突起とを有し、一対の円盤状部のそれぞれの外周に周方向等間隔で配設した複数の第１凹状保持部が、複数のボールをウォームホイール回転軸方向で対となって回転自在にそれぞれ保持するとともに、一対の円盤状部のそれぞれの第１凹状保持部よりウォームホイール径方向外側に配設した複数の第２凹状保持部が、突起の一方と係合してこの一方の突起をウォームホイール回転軸方向で対となってそれぞれ保持し、一対の円盤状部のそれぞれの第１凹状保持部よりウォームホイール径方向内側に配設した複数の第３凹状保持部が、突起の他方と係合してこの他方の突起をウォームホイール回転軸方向で対となってそれぞれ保持していることにより、ウォームとボールとが噛み合ってボールの転がり伝達となるため、ウォームとウォームホイールとが直接接触する構造と比べて摩擦力を十分に小さくして力の伝達効率を高くすることができる。
さらに、第１凹状保持部乃至第３凹状保持部を有する２枚の円盤状部を重ね合わせるため、簡単な構造で確実にボールを回転自在に保持できる。
また、突起の位置がボールに対してウォームホイール径方向外側およびウォームホイール径方向内側となりウォームがボールにおけるウォームホイール周方向一方側と接触してウォームからボールを介して円盤状部に作用する力の方向がウォームホイール周方向となるため、力の伝達効率を高くすることができる。
さらに、ボールにおけるウォームと接触する箇所が両側の突起を結ぶボール回転軸から遠方となるため、回転するウォームからウォームホイール周方向にボールが大きな力を受けた場合であってもボールがスムーズに回転して力の伝達効率をより一層高くすることができる。

本請求項２に係る発明のウォームギア装置によれば、請求項１に係る発明が奏する効果に加えて、突起が、ボールの中心を貫通して両端をボールから突出するピンであり、このピンが、ボールに対して回転自在に設けられていることにより、ピンが第２凹状保持部および第３凹状保持部に対して回転せずにしっかりと保持されるため、ボールの位置が安定した状態で第１凹状保持部がボールを回転自在に保持できる。

本請求項３に係る発明のウォームギア装置によれば、請求項１または請求項２に係る発明が奏する効果に加えて、ボールの両側から突出した突起の向きが、ウォームホイール径方向に設けられていることにより、ウォームホイール径方向を軸としてボールが回転してボールとウォームとの接触箇所での相対的な移動量の差が殆ど無となって動摩擦が殆ど無となるため、突起の向きがウォームホイール径方向に対して傾いている構成と比べて力の伝達効率をより高くすることができる。

本請求項４に係る発明のウォームギア装置によれば、請求項１乃至請求項３のいずれか１つに係る発明が奏する効果に加えて、ウォームが、ボールとウォームホイール周方向一方側で接触するとともにウォームホイール周方向他方側で接触しないことにより、ボールに対してウォームホイール周方向一方側のみで力が伝達されて一方向のみへ回転する力が作用してボールがスムーズに回転するため、力の伝達効率をより一層高くすることができる。

本請求項５に係る発明のウォームギア装置によれば、請求項１乃至請求項４のいずれか１つに係る発明が奏する効果に加えて、第１凹状保持部乃至第３凹状保持部が、ウォームホイールの外周に形成した歯形の先端よりウォームホイール中心側に配設されていることにより、歯形の先端がウォームホイール放射方向へのボールの移動を規制するため、ウォームホイールの回転に伴う遠心力に対抗してボールの脱落を防止できる。

本発明の第１実施例のウォームギア装置の概略を示す斜視図。 本発明の第１実施例のウォームギア装置のウォームホイールの要部拡大斜視図。 本発明の第１実施例のウォームギア装置のウォームの正面図。 本発明の第１実施例のウォームとウォームホイールのボールとの噛み合いを示す断面図。 本発明の第２実施例のウォームの歯面とボールの外周面との関係を示す断面図。

本発明は、ウォームと、ウォーム回転軸方向に対して交差する方向をウォームホイール回転軸方向とするウォームホイールとを有してウォームおよびウォームホイールの一方から他方へ動力を伝達するウォームギア装置において、ウォームホイールが、ウォームホイール回転軸方向に重ね合わせた一対の円盤状部と、ウォームと接触する複数の回転接触部とからなり、この回転接触部が、ウォームと接触するボールと、このボールの中心に対するボールの両側から突出した突起とを有し、一対の円盤状部のそれぞれの外周に周方向等間隔で配設した複数の第１凹状保持部が、複数のボールをウォームホイール回転軸方向で対となって回転自在にそれぞれ保持するとともに、一対の円盤状部のそれぞれの第１凹状保持部よりウォームホイール径方向外側に配設した複数の第２凹状保持部が、突起の一方と係合してこの一方の突起をウォームホイール回転軸方向で対となってそれぞれ保持し、一対の円盤状部のそれぞれの第１凹状保持部よりウォームホイール径方向内側に配設した複数の第３凹状保持部が、突起の他方と係合してこの他方の突起をウォームホイール回転軸方向で対となってそれぞれ保持していることにより、ウォームとウォームホイールとが直接接触する構造と比べて摩擦力を十分に小さくして力の伝達効率を高くするとともに簡単な構造で確実にボールを回転自在に保持するものであれば、その具体的な実施態様は、如何なるものであっても構わない。

例えば、ボールの素材は、金属、セラミックス、樹脂等、ある程度耐久性を有するものであれば如何なるものであっても構わない。
また、ボールは、ウォームと接触することによりウォームホイールに対して回転できればよく、表面の曲率（半径ｒの円周の曲率＝１／半径ｒ）が一定の真円球でも表面の曲率が箇所によって変化する楕円球でもよい。
さらに、ウォームの形状については、円筒形ウォームでもよいし、高い噛み合い率を得るために鼓形ウォームとしてもよい。

以下に、本発明の第１実施例であるウォームギア装置１００について、図１乃至図４に基づいて説明する。
ここで、図１は、本発明の第１実施例のウォームギア装置１００の概略を示す斜視図であり、図２は、図１の符号２で視たウォームホイール１２０の要部拡大斜視図であり、図３は、図１の符号３で視たウォーム１１０の正面図であり、図４は、本発明の第１実施例のウォーム１１０とウォームホイール１２０のボール１２３ａとの噛み合いを示す断面図である。

本発明の第１実施例であるウォームギア装置１００は、図１乃至図４に示すように、ウォーム１１０と、ウォーム回転軸方向に対して交差する方向をウォームホイール回転軸方向とするウォームホイール１２０とを有している。
そして、ウォーム１１０およびウォームホイール１２０の一方から他方へ動力を伝達するように構成されている。

さらに、ウォームホイール１２０が、ウォームホイール回転軸方向に重ね合わせた一対の円盤状部である第１円盤状部材１２１および第２円盤状部材１２２と、ウォーム１１０と接触する複数の回転接触部１２３とからなる。
このうち、回転接触部１２３が、ウォーム１１０と接触するボール１２３ａと、このボール１２３ａの中心に対するボール１２３ａの両側から突出した突起１２３ｂ、１２３ｃとを有している。

そして、第１円盤状部材１２１および第２円盤状部材（１２２）のそれぞれの外周に周方向等間隔で配設した複数の第１凹状保持部１２１ａ（１２２ａ）が、複数のボール１２３ａをウォームホイール回転軸方向で対となって回転自在にそれぞれ保持している。
また、第１円盤状部材１２１および第２円盤状部材（１２２）のそれぞれの第１凹状保持部１２１ａ（１２２ａ）よりウォームホイール径方向外側に配設した複数の第２凹状保持部１２１ｂ（１２２ｂ）が、突起１２３ｂ、１２３ｃの一方（１２３ｂ）と係合してこの一方の突起１２３ｂをウォームホイール回転軸方向で対となってそれぞれ保持している。

さらに、第１円盤状部材１２１および第２円盤状部材（１２２）のそれぞれの第１凹状保持部１２１ａ（１２２ａ）よりウォームホイール径方向内側に配設した複数の第３凹状保持部１２１ｃ（１２２ｃ）が、突起１２３ｂ、１２３ｃの他方（１２３ｃ）と係合してこの他方の突起１２３ｃをウォームホイール回転軸方向で対となってそれぞれ保持している。

これにより、図１に示すようにウォーム１１０が矢印Ａの示す方向へ回転してウォームホイール１２０全体が矢印Ｂの示す方向へ回転する際、ウォーム１１０とボール１２３ａとが噛み合ってボール１２３ａの転がり伝達となる。
さらに、突起１２３ｂ、１２３ｃの位置がボール１２３ａに対してウォームホイール径方向外側およびウォームホイール径方向内側となり、ウォーム１１０がボール１２３ａにおけるウォームホイール周方向一方側と接触して、ウォーム１１０からボール１２３ａを介して第１円盤状部材１２１および第２円盤状部材１２２に作用する力の方向がウォームホイール周方向となる。
また、ボール１２３ａにおけるウォーム１１０と接触する箇所が、両側の突起１２３ｂ、１２３ｃを結ぶボール回転軸から遠方となる。
つまり、回転するウォーム１１０からウォームホイール周方向にボール１２３ａが大きな力を受けた場合であっても、ボール１２３ａがスムーズに回転する。

具体的に、第１円盤状部材１２１の外周には、等間隔で第１凹状保持部１２１ａ〜第３凹状保持部１２１ｃが配設されている。
同様に、第２円盤状部材１２２の外周には、等間隔で第１凹状保持部１２２ａ〜第３凹状保持部１２２ｃが配設されている。

ここで、本実施例では、第２円盤状部材１２２の形状は第１円盤状部材１２１の形状と同様であり第２円盤状部材１２２は第１円盤状部材１２１を表裏反転して配置したものに相当するので、図２および図４を用いて第１円盤状部材１２１側のみについて詳しく説明することとし、第２円盤状部材１２２側についての詳しい説明や図示は省略する。

第１円盤状部材１２１の第１凹状保持部１２１ａは、ボール１２３ａの外周面１２３ａａと対応した凹曲面を有している。
そして、第１円盤状部材１２１の第１凹状保持部１２１ａと第２円盤状部材１２２の第１凹状保持部１２２ａとがウォームホイール回転軸方向で対となってボール１２３ａの一部を抱え込むようにして、第１円盤状部材１２１と第２円盤状部材１２２とが重ね合わされて相対的に固定されている。

さらに、第１円盤状部材１２１の第２凹状保持部１２１ｂと第２円盤状部材１２２の第２凹状保持部１２２ｂとがウォームホイール回転軸方向で対となってボール１２３ａの両側から突出した突起１２３ｂ、１２３ｃのうちの一方の突起１２３ｂを抱え込んで保持している。
同様に、第１円盤状部材１２１の第３凹状保持部１２１ｃと第２円盤状部材１２２の第３凹状保持部１２２ｃとがウォームホイール回転軸方向で対となってボール１２３ａの両側から突出した突起１２３ｂ、１２３ｃのうちの他方の突起１２３ｃを抱え込んで保持している。

ここで、第１円盤状部材１２１の第１凹状保持部１２１ａおよび第２円盤状部材１２２の第１凹状保持部１２２ａとボール１２３ａとの間で僅かな隙間があるため、ボール１２３ａは回転自在に保持される。
さらに、ボール１２３ａの外周面１２３ａａに潤滑剤としての油はグリスが塗布されているため、ボール１２３ａは第１円盤状部材１２１および第２円盤状部材１２２に対してスムーズに回転できる。

また、本実施例では、突起１２３ｂ、１２３ｃが、ボール１２３ａの中心を貫通してピン端をボール１２３ａの両側から突出するピン１２３ｄであり、このピン１２３ｄが、ボール１２３ａに対して回転自在に設けられている。
これにより、ピン１２３ｄが第２凹状保持部１２１ｂ（１２２ｂ）および第３凹状保持部１２１ｃ（１２２ｃ）に対して回転せずにしっかりと保持され、ボール１２３ａの位置が安定した状態となる。

なお、本実施例では、突起１２３ｂ、１２３ｃをボール１２３ａの中心を貫通するピン１２３ｄで構成したが、突起１２３ｂ、１２３ｃがボール１２３ａと一体に形成されている構成でもよい。
この場合は、一方の突起１２３ｂと、第１円盤状部材１２１の第２凹状保持部１２１ｂおよび第２円盤状部材１２２の第２凹状保持部１２２ｂの少なくとも一方との間に僅かな隙間を設けて、一方の突起１２３ｂが回転自在に保持されるようにする。

同様に、他方の突起１２３ｃと、第１円盤状部材１２１の第３凹状保持部１２１ｃおよび第２円盤状部材１２２の第３凹状保持部１２２ｃの少なくとも一方との間に僅かな隙間を設けて、他方の突起１２３ｃが回転自在に保持されるようにする。
また、第１円盤状部材１２１および第２円盤状部材１２２の相対的な固定の仕方は、ねじ止めや溶接等、相対的に固定できればいかなる態様であってもよい。

また、本実施例では、ボール１２３ａの両側から突出した突起１２３ｂ、１２３ｃの向きが、ウォームホイール径方向に設けられている。
これにより、ウォームホイール径方向を軸としてボール１２３ａが回転してボール１２３ａとウォーム１１０との接触箇所での相対的な移動量の差が殆ど無となって動摩擦が殆ど無となる。

また、第１凹状保持部１２１ａ（１２２ａ）〜第３凹状保持部１２１ｃ（１２２ｃ）が、ウォームホイール１２０の外周に形成した歯形の先端１２１ｄよりウォームホイール中心側に配設されている。
これにより、歯形の先端１２１ｄがウォームホイール放射方向（径方向）へのボール１２３ａの移動を規制する。

さらに、ボール１２３ａの外周面１２３ａａの一部が、ウォームホイール１２０の歯面１２１ｅから突出している。
つまり、ウォームホイール１２０の歯形を利用してボール１２３ａが配設されている。

他方のウォーム１１０は、図３に示すように、らせん状の歯形を有しており、歯面１１１が凹状の曲面１１１ａで形成されている。
そして、図４に示すように、ウォーム１１０の歯面１１１の凹状の曲面１１１ａの箇所が、ウォームホイール回転方向上流側からボール１２３ａの外周面１２３ａａと接触する。
つまり、ウォーム１１０が、ボール１２３ａとウォームホイール周方向一方側であるウォームホイール回転方向上流側で接触するとともにウォームホイール周方向他方側であるウォームホイール回転方向下流側では接触しないように構成されている。
これにより、ボール１２３ａに対してウォームホイール周方向一方側のみで力が伝達されて一方向のみへ回転する力が作用してボール１２３ａがスムーズに回転する。

このとき、ウォーム１１０の歯底部１１２にウォームホイール１２０の歯形の先端１２１ｄが入り込むため無駄が無い。
ウォーム１１０が回転すると、ウォーム１１０からの駆動力を受けてボール１２３ａがウォーム１１０との接触箇所の回転方向に倣って回転しながらウォーム１１０からの駆動力を第１円盤状部材１２１および第２円盤状部材１２２へ伝達する。
したがって、ウォームホイール１２０全体が矢印Ｂの方向へ回転する。

さらに、図４に示すように、第１凹状保持部１２１ａの凹曲面の半径をｒ１、ボール１２３ａの外周面１２３ａａの半径をｒ２、ウォーム１１０の歯面１１１の凹状の曲面１１１ａの半径をｒ３とすると、
第１凹状保持部１２１ａの凹曲面の半径ｒ１ ＞ ボール１２３ａの外周の半径ｒ２
ウォーム１１０の歯面１１１の凹状の曲面１１１ａの半径ｒ３ ＞ ボール１２３ａの外周の半径ｒ２
の関係が成立するように構成されている。

つまり、半径（曲率半径）の逆数が曲面の曲率であることから、言い換えると、第１凹状保持部１２１ａの凹曲面の曲率をＲ１、ボール１２３ａの外周面１２３ａａの曲率をＲ２、ウォーム１１０の歯面１１１の凹状の曲面１１１ａの曲率をＲ３とすると、
第１凹状保持部１２１ａの凹曲面の曲率Ｒ１ ＜ ボール１２３ａの外周面１２３ａａの曲率Ｒ２
ウォーム１１０の歯面１１１の凹状の曲面１１１ａの曲率Ｒ３ ＜ ボール１２３ａの外周面１２３ａａの曲率Ｒ２
の関係が成立するように構成されている。

これにより、ウォーム１１０の歯面１１１の凹状の曲面１１１ａとボール１２３ａの外周面１２３ａａとが点接触ではなくて線接触または面接触となるとともに、ボール１２３ａの外周面１２３ａａと第１凹状保持部１２１ａとが点接触ではなくて線接触または面接触となるため、ボール１２３ａがウォーム１１０から受ける力のうちウォームホイール回転方向下流側へ作用する力を効率よく受け止めることができ、さらに、第２凹状保持部１２１ｂ（１２２ｂ）および第３凹状保持部１２１ｃ（１２２ｃ）がボール１２３ａを介してピン１２３ｄから受ける力のうちウォームホイール回転方向下流側へ作用する力を受け止めることができる。

なお、図示しないが、第１凹状保持部１２１ａの凹状曲面は、縦と横との比が同じとなる真円球のボール１２３ａに対応する凹曲面でもよいし、第１凹状保持部１２１ａの凹状曲面は、縦が横より大となる楕円球のボール（１２３ａ）に対応する凹曲面でもよいし、第１凹状保持部１２１ａの凹状曲面は、縦が横より小となる楕円球のボール（１２３ａ）に対応する凹曲面でもよい。
縦と横との比が同じでない場合は第１凹状保持部１２１ａの凹曲面の曲率Ｒ１（半径ｒ１）は、一定ではなく凹曲面の箇所に応じて変化する。

また、本実施例では、ウォーム１１０から回転接触部１２３のボール１２３ａを介してウォームホイール１２０に動力が伝達される減速機としてのウォームギア装置１００について説明したが、ウォーム１１０とウォームホイール１２０とが直接接触する構造と比べて摩擦力が十分に小さくなり所謂セルフロックにならないため、ウォームホイール１２０から回転接触部１２３のボール１２３ａを介してウォーム１１０に動力が伝達される増速機としてのウォームギア装置１００でもよい。

このようにして得られた本発明の第１実施例であるウォームギア装置１００は、ウォームホイール１２０が、ウォームホイール回転軸方向に重ね合わせた一対の円盤状部である第１円盤状部材１２１および第２円盤状部材１２２と、ウォーム１１０と接触する複数の回転接触部１２３とからなり、この回転接触部１２３が、ウォーム１１０と接触するボール１２３ａと、このボール１２３ａの中心に対するボール１２３ａの両側から突出した突起１２３ｂ、１２３ｃとを有し、第１円盤状部材１２１および第２円盤状部材（１２２）のそれぞれの外周に周方向等間隔で配設した複数の第１凹状保持部１２１ａ（１２２ａ）が、複数のボール１２３ａをウォームホイール回転軸方向で対となって回転自在にそれぞれ保持するとともに、第１円盤状部材１２１および第２円盤状部材（１２２）のそれぞれの第１凹状保持部１２１ａ（１２２ａ）よりウォームホイール径方向外側に配設した複数の第２凹状保持部１２１ｂ（１２２ｂ）が、突起１２３ｂ、１２３ｃの一方（１２３ｂ）と係合してこの一方の突起１２３ｂをウォームホイール回転軸方向で対となってそれぞれ保持し、第１円盤状部材１２１および第２円盤状部材（１２２）のそれぞれの第１凹状保持部１２１ａ（１２２ａ）よりウォームホイール径方向内側に配設した複数の第３凹状保持部１２１ｃ（１２２ｃ）が、突起１２３ｂ、１２３ｃの他方（１２３ｃ）と係合してこの他方の突起１２３ｃをウォームホイール回転軸方向で対となってそれぞれ保持していることにより、ウォーム（１１０）とウォームホイール（１２０）とが直接接触する構造と比べて摩擦力を十分に小さくして力の伝達効率を高くすることができるとともに、簡単な構造で確実にボール１２３ａを回転自在に保持でき、特に回転するウォーム１１０からウォームホイール周方向にボール１２３ａが大きな力を受けた場合であってもボール１２３ａがスムーズに回転して力の伝達効率をより一層高くすることができる。

さらに、突起１２３ｂ、１２３ｃが、ボール１２３ａの中心を貫通してピン端をボール１２３ａの両側から突出するピン１２３ｄであり、このピン１２３ｄが、ボール１２３ａに対して回転自在に設けられていることにより、ボール１２３ａの位置が安定した状態で第１凹状保持部１２１ａがボール１２３ａを回転自在に保持できる。
また、ボール１２３ａの両側から突出した突起１２３ｂ、１２３ｃの向きが、ウォームホイール径方向に設けられていることにより、突起１２３ｂ、１２３ｃの向きがウォームホイール径方向に対して傾いている構成と比べて、力の伝達効率をより高くすることができる。

さらに、ウォーム１１０が、ボール１２３ａとウォームホイール周方向一方側で接触するとともにウォームホイール周方向他方側で接触しないことにより、力の伝達効率をより一層高くすることができる。
また、第１凹状保持部１２１ａ（１２２ａ）〜第３凹状保持部１２１ｃ（１２２ｃ）が、ウォームホイール１２０の外周に形成した歯形の先端１２１ｄよりウォームホイール中心側に配設されていることにより、ウォームホイール１２０の回転に伴う遠心力に対抗してボール１２３ａの脱落を防止できるなど、その効果は甚大である。

続いて、本発明の第２実施例であるウォームギア装置２００について、図５に基づいて説明する。
ここで、図５は、本発明の第２実施例のウォーム２１０の歯面２１１とボール２２３ａの外周面２２３ａａとの関係を示す断面図である。

第２実施例のウォームギア装置２００は、第１実施例のウォームギア装置１００のウォーム１１０の歯面１１１の曲率Ｒ３とボール１２３ａの曲率Ｒ２との関係でウォーム１１０の歯面１１１の曲率Ｒ３をボール１２３ａの曲率Ｒ２より大としたものであり、多くの要素について第１実施例のウォームギア装置１００と共通するので、共通する事項については詳しい説明を省略し、下２桁が共通する２００番台の符号を付すのみとする。

本発明の第２実施例であるウォームギア装置２００は、図５に示すように、ウォーム２１０と、ウォーム回転軸方向に対して交差する方向をウォームホイール回転軸方向とするウォームホイール２２０とを有している。
さらに、ウォームホイール２２０が、ウォームホイール回転軸方向に重ね合わせた一対の円盤状部である第１円盤状部材２２１および第２円盤状部材（図示せず）と、ウォーム２１０と接触する複数の回転接触部２２３とからなる。

ウォーム２１０の歯面２１１の一部が、ボール２２３ａに対して凹状の曲面２１１ａで形成されているとともに、この凹状の曲面２１１ａの半径ｒ３が、ボール２２３ａの外周の半径ｒ２より小さく設けられている。
曲率の逆数が半径（曲率半径）であることから、言い換えると、凹状の曲面２１１ａの曲率Ｒ３が、ボール２２３ａの外周面２２３ａａの曲率Ｒ２より大きく設けられている。
これにより、ボール２２３ａがウォーム２１０の歯面２１１と複数の箇所Ｔ１、Ｔ２で点接触する。

なお、凹状の曲面２１１ａは、断面が楕円の一部となる曲面であり、この曲面の一部の曲率Ｒ３がボール２２３ａの曲率Ｒ２より大きく設けられていることにより、ボール２２３ａがウォーム２１０の歯面２１１と複数の箇所Ｔ１、Ｔ２で点接触してもよい。
つまり、ウォーム２１０の歯面２１１の凹状の曲面２１１ａにおけるボール２２３ａと二箇所Ｔ１、Ｔ２で点接触している間の曲率Ｒ３は自由に決めてよい。

このようにして得られた第２実施例であるウォームギア装置２００は、ウォーム２１０の歯面２１１の一部が、ボール２２３ａに対して凹状の曲面２１１ａで形成されているとともに、この凹状の曲面２１１ａの曲率Ｒ３が、ボール２２３ａの外周面２２３ａａの曲率Ｒ２より大きく設けられていることにより、歯面２１１からボール２２３ａに作用する圧力を分散して面圧を抑えることができるなど、その効果は甚大である。

１００、 ２００ ・・・ ウォームギア装置
１１０、 ２１０ ・・・ ウォーム
１１１、 ２１１ ・・・ 歯面
１１１ａ、 ２１１ａ ・・・ 凹状の曲面
１１２、 ２１２ ・・・ 歯底部
１２０、 ２２０ ・・・ ウォームホイール
１２１、 ２２１ ・・・ 第１円盤状部材
１２１ａ、 ２２１ａ ・・・ 第１凹状保持部
１２１ｂ、 ２２１ｂ ・・・ 第２凹状保持部
１２１ｃ、 ２２１ｃ ・・・ 第３凹状保持部
１２１ｄ、 ２２１ｄ ・・・ 歯形の先端
１２１ｅ、 ２２１ｅ ・・・ 歯面
１２２ ・・・ 第２円盤状部材
１２２ａ ・・・ 第１凹状保持部
１２２ｂ ・・・ 第２凹状保持部
１２２ｃ ・・・ 第３凹状保持部
１２３、 ２２３ ・・・ 回転接触部
１２３ａ、 ２２３ａ ・・・ ボール
１２３ａａ、２２３ａａ・・・ 外周面
１２３ｂ、 ２２３ｂ ・・・ （一方の）突起
１２３ｃ、 ２２３ｃ ・・・ （他方の）突起
１２３ｄ、 ２２３ｄ ・・・ ピン
Ａ ・・・ ウォームの回転方向
Ｂ ・・・ ウォームホイールの回転方向
Ｒ１ ・・・ （第１凹状保持部の凹曲面の）曲率
Ｒ２ ・・・ （ボールの外周面の）曲率
Ｒ３ ・・・ （ウォームの歯面の凹状の曲面の）曲率
ｒ１ ・・・ （第１凹状保持部の凹曲面の）半径
ｒ２ ・・・ （ボールの外周面の）半径
ｒ３ ・・・ （ウォームの歯面の凹状の曲面の）半径

Claims (5)

1. ウォームと、ウォーム回転軸方向に対して交差する方向をウォームホイール回転軸方向とするウォームホイールとを有してウォームおよびウォームホイールの一方から他方へ動力を伝達するウォームギア装置において、
   前記ウォームホイールが、前記ウォームホイール回転軸方向に重ね合わせた一対の円盤状部と、前記ウォームと接触する複数の回転接触部とからなり、
   該回転接触部が、前記ウォームと接触するボールと、該ボールの中心に対するボールの両側から突出した突起とを有し、
   前記一対の円盤状部のそれぞれの外周に周方向等間隔で配設した複数の第１凹状保持部が、前記複数のボールをウォームホイール回転軸方向で対となって回転自在にそれぞれ保持するとともに、
   前記一対の円盤状部のそれぞれの第１凹状保持部よりウォームホイール径方向外側に配設した複数の第２凹状保持部が、前記突起の一方と係合して該一方の突起をウォームホイール回転軸方向で対となってそれぞれ保持し、
   前記一対の円盤状部のそれぞれの第１凹状保持部よりウォームホイール径方向内側に配設した複数の第３凹状保持部が、前記突起の他方と係合して該他方の突起をウォームホイール回転軸方向で対となってそれぞれ保持していることを特徴とするウォームギア装置。
2. 前記突起が、前記ボールの中心を貫通してピン端をボールの両側から突出するピンであり、該ピンが、前記ボールに対して回転自在に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のウォームギア装置。
3. 前記ボールの両側から突出した突起の向きが、前記ウォームホイール径方向に設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のウォームギア装置。
4. 前記ウォームが、前記ボールとウォームホイール周方向一方側で接触するとともにウォームホイール周方向他方側で接触しないことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載のウォームギア装置。
5. 前記第１凹状保持部乃至第３凹状保持部が、前記ウォームホイールの外周に形成した歯形の先端よりウォームホイール中心側に配設されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載のウォームギア装置。

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