JP2565809B2 - ウオームギア - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、減速機構のうちウオー
ムとウオームホイールとを用いたウオームギアの改良に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のウオームギアは、図６の如く、螺
旋状のねじ山１をもつウオーム２と、そのねじ山１と噛
合う歯面３をもつウオームホイール４とから構成されて
いる。

【０００３】そして、ウオーム２が回転するとウオーム
２のねじ山１とウオームホイール４の歯面３とが接触し
噛合うことでウオームホイール４が回転する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術において
は、ウオーム２のねじ山１とウオームホイール４の歯面
３が直接噛合う滑り機構のため、回転力を伝達する効率
が悪く、回転させるためのエネルギーが大となる。

【０００５】また、摩擦による熱発生が多く、この熱に
よる焼付があるため、ウオームホイール４には青銅形合
金（砲金等の合金）が用いられている。このため、歯面
３の強度は低く耐久性に乏しいという問題があつた。

【０００６】本発明は、上記に鑑み、発熱を抑え、耐久
性を向上し、さらに、小さなエネルギーで効率よく回転
力を伝達し得るウオームギアの提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明による課題解決手
段は、図１ないし５の如く、外筒１４と、該外筒１４の
内部に圧入された内柱１６とからウオーム１０が構成さ
れ、前記外筒１４の外周面に断面円弧状の第一溝１３が
螺旋状に形成され、ウオームホイール１１の外周面に前
記第一溝１３に対応する断面円弧状の第二溝２８が形成
され、前記第一溝１３の全周に渡つて複数個のボール１
８が転動自在に嵌合されるとともに、該ボール１８が前
記第二溝２８に対しても転動自在とされ、前記ウオーム
ホイール１１の噛合い部分を除いた前記ウオーム１０の
周囲に、第一溝１３内のボール１８の抜けを防止する抜
け防止筒１９が外嵌され、前記ウオーム１０の内柱１６
の外周面に、第一溝１３の始端部と終端部との間でボー
ル１８を受け渡しする通過路１５が形成され、該通過路
１５は前記第一溝１３とは逆方向の螺旋状でボール１８
が完全に嵌まり込むように形成されたものである。

【０００８】そして、前記抜け防止筒１９およびウオー
ムホイール１１が減速機ケース１２に内装され、前記ウ
オームホイール１１のウオームホイール軸２９が前記減
速機ケース１２に回転自在に軸受され、前記抜け防止筒
１９の外面のうち前記ウオーム１０のウオーム軸１７と
直交する方向と平行な面が前記減速機ケース１２の内面
のうち前記ウオーム軸１７と直交する方向と平行な面に
接触して前記ウオーム軸１７と直交する方向に前記減速
機ケース１２の内面に沿つて微動自在とされ、前記ウオ
ーム１０のウオーム軸１７が前記抜け防止筒１９に内装
された軸受２７に回転自在に支持されて前記抜け防止筒
１９と一体的に微動可能とされ、前記減速機ケース１２
に、前記抜け防止筒１９を微動させることにより前記ウ
オーム１０と前記ウオームホイール１１との噛合圧力を
調整する調整手段３３が設けられたものである。

【０００９】

【作用】上記課題解決手段において、ウオーム軸１７を
回転すると、ウオーム１０が回転し、その動力がボール
１８を介してウオームホイール１１の噛合部分に伝達さ
れ、ウオームホイール１１が回転する。

【００１０】このとき、ボール１８は、第一溝１３を転
動し、第一溝１３から通過路１５に導かれ、再び第一溝
１３に導かれ循環する。

【００１１】このように、ボール１８の転動によりウオ
ーム１０の回転力をウオームホイール１１に伝達するた
め、摩擦が少なくなり、このため発熱を抑え、小さなエ
ネルギーで効率よく回転力を伝達し得る。

【００１２】また、ボール１８および各溝の摩耗により
ウオーム１０とウオームホイール１１の噛合が緩んだり
したとき、調整手段３３で抜け防止筒１９をウオーム軸
１７と直交する方向（ウオームホイール１１の方向）に
微動させて、ウオーム１０とウオームホイール１１の噛
合圧力を微調整する。このとき、抜け防止筒１９は減速
機ケース１２の内面に接触した状態で減速機ケース１２
の内面に沿つて微動し、抜け防止筒１９に内装されたウ
オーム１０、ウオーム軸１７およびウオーム軸１７を支
持する軸受２７が一体的に移動して噛合圧力を微調整す
る。これにより、バツクラツシをなくしてボール１８の
空転を防ぐ。

【００１３】

【実施例】図１は本発明の一実施例を示すウオームギア
の内部機構を示す断面図、図２は同じくその側面断面
図、図３はウオームの外筒を示す一部破断正面図、図４
はウオームの内柱を示す正面図、図５はウオームのボー
ル抜け防止筒の正面図である。

【００１４】図１，２の如く、本発明のウオームギア
は、ウオーム１０と、ウオームホイール１１と、ウオー
ム１０およびウオームホイール１１を内装する減速機ケ
ース１２とを備えている。

【００１５】前記ウオーム１０は、焼入れ処理がなされ
た焼入鋼が使用され、外周面が鼓形に形成され断面円弧
状の第一溝１３が螺旋状に形成された外筒１４と、前記
外筒１４の内部に嵌め込まれ外周面に溝状の通過路１５
が螺旋状に形成された円柱状の内柱１６と、前記内柱１
６に一体的に形成され前記減速機ケース１２に回転自在
でかつその軸方向と直交する方向（ウオームホイール１
１側）に微動自在にオイルシール１２ａを介して軸受さ
れたウオーム軸１７と、前記第一溝１３および通過路１
５の全周に渡つて転動自在に嵌合された多数のボール１
８と、前記外筒１４の周囲に外嵌され第一溝１３内のボ
ール１８が抜け落ちるのを防止する抜け防止筒１９とを
備えている。

【００１６】前記外筒１４の内径と前記内柱１６の外径
は、同寸で圧入される。また、外筒１４と内柱１６とを
位置決めするために、外筒１４の内面で内柱１６を嵌め
込む入口側に凹部２０が形成され、内柱１６の外面に前
記外筒１４の凹部２０に嵌合する凸部２１が形成されて
いる。

【００１７】 外筒１４の第一溝１３には、その始端部
と終端部に内柱１６の通過路１５と連通するボール受け
渡し用の連通孔２２が形成されている。なお、図２中、
１３ａは、ウオーム１４の表面に形成され、ボール１８
を第一溝１３と連通孔２２の間で円滑に案内するための
案内突起である。

【００１８】内柱１６の通過路１５は、外筒１４の第一
溝１３と逆方向（逆リード）で形成され、前記連通孔２
２と連続する両端部が、ボール１８を円滑に案内できる
よう、少し広く形成されている。

【００１９】なお、第一溝１３は、図１の如く、ボール
１８の半分未満が嵌まり込むよう形成され、通過路１５
は、図４の如く、ボール１８が完全に嵌り込むよう形成
されている。

【００２０】前記抜け防止筒１９は、図１，２，５の如
く、左右の防止筒本体をボルト２３で固定して形成され
たもので、その外面のうちウオーム軸１７と直交する方
向と平行な面が減速機ケース１２の内面のうちウオーム
軸１７と直交する方向と平行な面に接触してウオーム軸
１７と直交する方向に減速機ケース１２の内面に沿つて
微動自在とされている。また、抜け防止筒１９の内部に
外筒１４を収納する鼓状の外筒収納室２４が形成され、
外面の一部にウオームホイール１１が外筒１４のボール
１８と噛合うための開口２６が形成されている。

【００２１】そして、前記外筒収納室２４にウオーム軸
１７を回転自在に支持する円錐ころ軸受２７が内装さ
れ、外筒収納室２４の壁面と外筒１４の外周面との間
は、ボール１８が転動可能な間隔とされている。

【００２２】前記ウオームホイール１１は、ウオーム１
０と同様に焼入鋼が使用され、ウオーム１０の第一溝１
３に嵌合されたボール１８と対応する断面円弧状の第二
溝２８が全周に形成され、その中心部に前記減速機ケー
ス１２に回転自在に軸受されたウオームホイール軸２９
が固定されている。

【００２３】前記第二溝２８は、第一溝１３と同方向
（同リード）で形成され、ボール１８との嵌合部分は、
図１の如く、ボール１８が第一溝１３と同程度嵌り込む
ように形成されている。

【００２４】また、前記ウオームホイール軸２９は、減
速機ケース１２に玉軸受３０を介して支持され、そのケ
ース貫通部分がオイルシール３１によりシールされてい
る。

【００２５】前記減速機ケース１２は、左右のケース本
体をボルト等で固定して箱形に形成されたもので、その
内部に、ウオーム１０を収納するウオーム収納室３１
と、ウオームホイール１１を収納するウオームホイール
収納室３２とが形成されている。

【００２６】そして、ウオーム１０とウオームホイール
１１の噛合圧力を調整する調整手段３３が設けられてい
る。

【００２７】該調整手段３３は、前記減速機ケース１２
を貫通し、ウオーム収納室３１内の抜け防止筒１９をウ
オームホイール１１方向に微動させる四本の調整ネジ３
４からなる。

【００２８】上記構成のウオームギアの組立工程を説明
すると、まずウオーム軸１７と一体成形された内柱１６
を外筒１４内に挿入する。

【００２９】このとき、第一溝１３が連通孔２２を介し
て通過路１５と連続するように位置決めして固定する。
この位置決め方法は、外筒１４の凹部２０と内柱１６の
凸部２１を嵌合することにより行う。

【００３０】次に、二分割した減速機ケース１２の一方
のウオーム収納室３１に二分割した抜け防止筒１９を挿
入し、この防止筒１９に、前述の組立てられたウオーム
１０を収納する。

【００３１】その後、連通孔２２からボール１８を通過
路１５内に入れ、通過路１５内にボール１８を満たし、
かつ、一方の防止筒１９と外筒１４との間の第一溝１３
にもボール１８を満たす。

【００３２】次に、防止筒１９に被われていない側の第
一溝１３にグリス等の潤滑油が塗られたボール１８を嵌
入し、溝内にボール１８を満たす。

【００３３】次に、ウオームホイール１１を減速機ケー
ス１２のウオームホイール収納室３２に収納し、その第
二溝２８とウオーム１０の第一溝１３に配されたボール
１８を嵌合し、次に抜け防止筒１９を閉じる。

【００３４】その後、減速機ケース１２を閉じ、ウオー
ム軸１７およびウオームホイール軸２９をオイルシール
１２ａ，３１によりシールし、ウオームギアを完成す
る。

【００３５】上記において、ウオーム軸１７を回転する
と一体化した外筒１４と内柱１６が回転し、それと同時
にボール１８が転動する。

【００３６】そして、ボール１８を介したウオーム１０
とウオームホイール１１の噛合部分で、動力がウオーム
１０からウオームホイール１１に伝達されて、ウオーム
ホイール１１が回転する。

【００３７】このとき、ボール１８は、転動方向と逆の
ボール１８から荷重を受けながら第一溝１３を転動し、
第一溝１３の終端部の連通孔２２を通り、通過路１５に
導かれ、再び始端部の連通孔２２から第一溝１３に導か
れ、循環していく。

【００３８】このように、ボール１８の転動によりウオ
ーム１０の回転力をウオームホイール１１に伝達するた
め、摩擦が少なくなり、このため発熱を抑え、小さなエ
ネルギーで効率よく回転力を伝達し得る。

【００３９】また、ウオーム１０とウオームホイール１
１との間にボール１８を介装しているので、両者が直接
接触しない。このため、両者に従来の如き青銅形合金を
使用する必要がなく、焼入れ処理した焼入鋼を使用する
ことができ、両者の耐久性を向上させる。

【００４０】さらに、ボール１８および各溝の摩耗によ
り、ウオーム１０とウオームホイール１１の噛合が緩ん
でバツクラツシができて、ボール１８が空転するような
状態のとき、調整手段３３の調整ネジ３４を締め付けて
バツクラツシがない状態にすることができる。

【００４１】それとは逆に、締め付けが強すぎたとき
は、調整ネジ３４を緩めておく。そして、ウオーム１０
を回転すれば、ボール１８がウオームホイール１１と噛
合うときに負荷がかかり、ウオーム１０はウオームホイ
ール１１から離す方向に力を受けるため噛合圧力を緩和
できる。

【００４２】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではなく、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修
正および変更を加え得ることは勿論である。

【００４３】例えば、ウオーム１０とウオームホイール
１１の噛合圧力を緩和させる場合、上記実施例の調整ネ
ジ３４の他に減速機ケース１２側からネジを螺合し、こ
のネジの回転力を防止筒１９の離間方向への直線移動に
変換すればよい。

【００４４】また、上記実施例では外筒１４を鼓形に形
成したが、単に円筒状のものであってもよいことは勿論
である。

【００４５】

【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、ボールの
転動によりウオームの回転力をウオームホイールに伝達
するため、小さなエネルギーで効率よく回転力を伝達
し、発熱を抑えることができる。

【００４６】このため、ウオームおよびウオームホイー
ルに噛合面を焼入硬化できる焼入鋼を使用できるため、
耐久性が向上する。さらに、ウオームは、外筒の内部に
内柱が圧入されて構成され、内柱の外周面に外筒の第一
溝の始端部と終端部との間でボールを受け渡しする通過
路が形成されているので、ウオームの内部をくり抜いて
通過路を形成するといつた複雑で困難な加工を必要とせ
ず、通過路を形成する際の加工を簡単に行うことがで
き、製造コストを安価にすることができる。しかも、通
過路は第一溝とは逆方向の螺旋状に形成されているた
め、第一溝と通過路との間でのボールの受け渡しおよび
通過路においてボールを緩やかな曲線で案内することが
でき、ボールが詰まることなくスムーズに案内可能な駆
動伝達効率の良いウオームギアを提供することができ
る。しかも、内柱を細くしてもボールをスムーズに案内
可能な通過路を形成することができるので、ウオームを
小型化することができ、したがつてウオームギアの小型
化が可能となる。さらには、ボールが完全に嵌まり込む
ように通過路が形成されているので、外筒の内壁に溝等
を一切形成する必要がなく、より簡単に製造することが
できる。

【００４７】また、ボールを介したウオームとウオーム
ホイールの噛合圧力を調整手段により微調整することが
できるため、ウオームの第一溝およびウオームホイール
の第二溝それぞれの溝底直径寸法の公差の巾を調整範囲
内で大きくすることが可能となり、機械加工が簡単で製
造コストを安価にすることができ、しかもバツクラツシ
のないウオームギアを提供できる。また、ウオーム、ウ
オーム軸および軸受が内装された抜け防止筒を微動させ
て噛合圧力を調整するので、ウオーム、ウオーム軸およ
び軸受が一体的に移動し、ウオーム軸や軸受等に不均等
な力がかからず安定した駆動伝達を維持することができ
るとともに、抜け防止筒の外面のうちウオーム軸と直交
する方向と平行な面が減速機ケースの内面のうちウオー
ム軸と直交する方向と平行な面に接触した状態で減速機
ケースの内面に沿つて微動するので、ウオームを歪みの
ない状態でウオームホイールの方向に移動させることが
でき、高精度な調整を行うことができるといつた優れた
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すウオームギアの内部機
構を示す断面図

【図２】ウオームギアの側面断面図

【図３】ウオームの外筒を示す一部破断正面図

【図４】ウオームの内柱を示す正面図

【図５】ウオームのボール抜け防止筒の正面図

【図６】従来のウオームギアを示す構成図

【符号の説明】

１０ ウオーム １１ ウオームホイール １２ 減速機ケース １３ 第一溝 １５ 通過路 １７ ウオーム軸 １８ ボール １９ 抜け防止筒 ２８ 第二溝 ２９ ウオームホイール軸 ３３ 調整手段

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外筒と、該外筒の内部に圧入された内柱
   とからウオームが構成され、前記外筒の外周面に断面円
   弧状の第一溝が螺旋状に形成され、ウオームホイールの
   外周面に前記第一溝に対応する断面円弧状の第二溝が形
   成され、前記第一溝の全周に渡つて複数個のボールが転
   動自在に嵌合されるとともに、該ボールが前記第二溝に
   対しても転動自在とされ、前記ウオームホイールの噛合
   い部分を除いた前記ウオームの周囲に、第一溝内のボー
   ルの抜けを防止する抜け防止筒が外嵌され、前記ウオー
   ムの内柱の外周面に、第一溝の始端部と終端部との間で
   ボールを受け渡しする通過路が形成され、該通過路は前
   記第一溝とは逆方向の螺旋状でボールが完全に嵌まり込
   むように形成され、前記抜け防止筒およびウオームホイ
   ールが減速機ケースに内装され、前記ウオームホイール
   のウオームホイール軸が前記減速機ケースに回転自在に
   軸受され、前記抜け防止筒の外面のうち前記ウオームの
   ウオーム軸と直交する方向と平行な面が前記減速機ケー
   スの内面のうち前記ウオーム軸と直交する方向と平行な
   面に接触して前記ウオーム軸と直交する方向に前記減速
   機ケースの内面に沿つて微動自在とされ、前記ウオーム
   のウオーム軸が前記抜け防止筒に内装された軸受に回転
   自在に支持されて前記抜け防止筒と一体的に微動可能と
   され、前記減速機ケースに、前記抜け防止筒を微動させ
   ることにより前記ウオームと前記ウオームホイールとの
   噛合圧力を調整する調整手段が設けられたことを特徴と
   するウオームギア。