JP4893140B2 - ウォームホイール - Google Patents

Description

本発明は、ウォームギヤ（ウォーム減速機）を構成し、ウォームによって駆動される樹脂製のウォームホイールに関するものである。

公知のウォームホイールが、後述の特許文献１に記載されている。これは、樹脂材料を用いて型成形され、ウォームにより駆動されるウォームホイールであって、ウォームと噛み合う複数の歯部と、隣接する歯部間に形成される複数の歯溝部とを備えている。各々の歯溝部は、歯底円径が一定な歯底を歯幅の一方側（片側半分）に有している。
実開平４−４９２５４号公報

上述のウォームホイールでは、歯底円径が一定に形成された歯底が、歯部に係るすべての歯溝部における歯幅の一方側だけに設けられる。つまり、ウォームホイールの歯部のうち歯幅の一方側の部分は、ヘリカルギヤの様な構造を有する。

ウォームとヘリカルギヤとの噛み合いでは、ウォームがヘリカルギヤの歯部と点で接触する（点接触、点当たり）ことが知られている。このため、寸法誤差や過大負荷の作用等が原因でウォームに対するウォームホイールの軸方向位置にズレが生じて、ウォームホイールの歯部のうち主に歯幅の一方側の部分とウォームが噛み合うと、ウォームとウォームホイールとの噛み合い部分の接触面積を十分に確保できない可能性がある。この場合、ウォームとウォームホイールとの噛み合い部分の面圧が高くなることから、ウォームホイールの歯部の耐久性・強度が懸念される。

よって、本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ウォームホイールの軸方向位置にズレが生じても、ウォームとウォームホイールとの噛み合い部分の接触面積を十分に確保できるウォームホイールを提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明にて講じた技術的手段は、請求項１に記載の様に、樹脂材料を用いて型成形され、ウォームにより駆動されるウォームホイールであって、前記ウォームと噛み合う複数の歯部と、歯底円径が一定な歯底を歯幅方向の一方側のみに有し、隣接する前記歯部間に形成される第１歯溝部と、歯底円径が一定な歯底を歯幅方向の他方側のみに有し、隣接する前記歯部間に形成される第２歯溝部と、を備え、前記第１歯溝部と前記第２歯溝部が周方向に交互に並んで配置されると共に、更に、隣接する前記歯部を歯幅方向の端部でリブのように交互に連続形成することにより、前記第１歯溝部の歯幅方向の他方側と前記第２歯溝部の歯幅方向の一方側とに交互に設けられた連続部分を備えることを特徴とするウォームホイールを構成したことである。

請求項１に記載のウォームホイールは、樹脂材料を用いて型成形され、ウォームにより駆動されるウォームホイールであって、前記ウォームと噛み合う複数の歯部と、歯底円径が一定な歯底を歯幅方向の一方側のみに有し、隣接する前記歯部間に形成される第１歯溝部と、歯底円径が一定な歯底を歯幅方向の他方側のみに有し、隣接する前記歯部間に形成される第２歯溝部と、を備え、前記第１歯溝部と前記第２歯溝部が周方向に交互に並んで配置されると共に、
更に、隣接する前記歯部を歯幅方向の端部を連続形成することにより、前記第１歯溝部の歯幅方向の他方側と前記第２歯溝部の歯幅方向の一方側とに交互に設けられた連続部分を備ように形成される。

この構造によれば、ウォームホイールには、歯底円径が一定な歯底が、歯幅の一方側だけでなく歯幅の他方側にも設けられる。したがって、ウォームホイールの軸方向位置にズレが生じて、ウォームホイールの歯部のうち主に歯幅の一方側の部分とウォームが噛み合った場合でも、歯底円径が一定な歯底を歯幅の他方側に有する第２歯溝部によって、ウォームとウォームホイールとの噛み合い部分の接触面積を十分に確保できる。同様に、ウォームホイールの歯部のうち主に歯幅の他方側の部分とウォームが噛み合った場合でも、歯底円径が一定な歯底を歯幅の一方側に有する第１歯溝部によって、ウォームとウォームホイールとの噛み合い部分の接触面積を十分に確保できる。

更に、歯部間の連続部分がリブのように補強部分として機能するので、ウォームホイールの強度がより向上する。しかして、第１歯溝部と第２歯溝部が周方向に交互に並んで配置されるようになっているので、第１歯溝部の数と第２歯溝部の数が同じとなる。かくして、隣接する歯部を歯幅方向の端部を連続形成することにより、第１歯溝部の歯幅方向の他方側と第２歯溝部の歯幅方向の一方側とに交互に設けられた連続部分を設けた場合、歯部間の連続部分たるリブの数は、ウォームホイールの軸方向の一方端部と他方端部とで同じになり、強度の均等化を図ることが出来る。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を基に説明する。

図１は、本発明に係るウォームホイール１０を備えたウォームギヤ１（ウォーム減速機）の模式図である。ウォームギヤ１は、ウォームホイール１０とウォーム２とから構成されている。ウォームホイール１０はウォーム２と噛み合っており、ウォーム２によって駆動される。

図２は、ウォームホイール１０の正面図である。ウォームホイール１０は、樹脂材料を用いて型成形される。ウォームホイール１０は、ウォーム２と噛み合う複数の歯部１１（符番は一部にのみ）と、隣接する歯部１１，１１間に形成される複数の歯溝部１２（符番は一部にのみ）とを備えている。本発明のウォームホイール１０の歯溝部１２には、第１歯溝部１５と第２歯溝部１６の２種類がある。一般的なウォームホイールにおける歯部間の歯溝部は、ウォームの歯部に噛み合うために、ウォームの歯部の外周形状に対応して歯幅方向の中央部が凹状に形成された歯底を有する。この一般的なウォームホイールの歯溝部の形状・構造が、本発明のウォームホイール１０における第１歯溝部１５及び第２歯溝部１６の形状・構造のベースとなっている。

図３（ａ）は、図２における第１歯溝部１５の縦断面図、図３（ｂ）は、図２における第２歯溝部１６の縦断面図である。

第１歯溝部１５は、歯底円径が一定な歯底１５ａを、歯幅の一方側（図２及び図３示下側）に有する。第２歯溝部１６は、歯底円径が一定な歯底１６ａを、歯幅の他方側（図２及び図３示上側）に有する。第１歯溝部１５と第２歯溝部１６は、ウォームホイール１０の周方向に交互に並んで配置される。隣接する歯部１１，１１間には、第１歯溝部１５及び第２歯溝部１６の何れか一方が形成される。なお、第１歯溝部１５と第２歯溝部１６は、必ずしも、ウォームホイール１０の周方向に１つ置きに（交互に）並んで配置されなくてもよく、例えば、ウォームホイール１０の周方向に２つ置きに並んで配置されてもよい。つまり、少なくとも１つの第１歯溝部１５と少なくとも１つの第２歯溝部１６が、ウォームホイール１０の周方向に交互に並んで配置されればよい。

以上に説明したウォームホイール１０の構造によれば、ウォームホイール１０の歯溝部１２には、歯底円径が一定な歯底１５ａ，１６ａが、歯幅の一方側だけでなく歯幅の他方側にも設けられる。つまり、歯底１５ａ，１６ａが、歯幅の一方側と他方側の両方に分散して設けられる。したがって、ウォーム２に対するウォームホイール１０の軸方向位置にズレが生じて、ウォームホイール１０の歯部１１のうち主に歯幅の一方側の部分とウォーム２が噛み合った場合でも、歯底円径が一定な歯底１６ａを歯幅の他方側に有する第２歯溝部１６によって、ウォーム２とウォームホイール１０との噛み合い部分の接触面積を十分に確保できる。同様に、ウォームホイール１０の歯部のうち主に歯幅の他方側の部分とウォーム２が噛み合った場合でも、歯底円径が一定な歯底１５ａを歯幅の一方側に有する第１歯溝部１５によって、ウォーム２とウォームホイール１０との噛み合い部分の接触面積を十分に確保できる。

その結果、ウォーム２とウォームホイール１０との噛み合い部分の面圧が高くなることを防止できるので、ウォームホイール１０の歯部１１にて必要な耐久性・強度が下がり、ウォームホイール１０での耐久性・強度に係る設計の余裕度が向上する。

さらに、第１歯溝部１５及び第２歯溝部１６の形状・構造によれば、型成形時のアンダーカット部がないので、いわゆる無理抜きの必要がない。これにより、成形後のウォームホイール１０を型から抜き易く、ウォームホイール１０の生産性も高いものとなる。

図４は、本発明の他の実施形態に係るウォームホイール２０の正面図、図５（ａ）は、図４における第１歯溝部２５の縦断面図、図５（ｂ）は、図４における第２歯溝部２６の縦断面図である。

ウォームホイール２０は、ウォーム２と噛み合う複数の歯部２１（符番は一部にのみ）と、歯底円径が一定な歯底２５ａを歯幅の一方側（図４及び図５示下側）に有する第１歯溝部２５と、歯底円径が一定な歯底２６ａを歯幅の他方側（図４及び図５示上側）に有する第２歯溝部２６と、を備えている。隣接する歯部２１，２１間には、第１歯溝部２５及び第２歯溝部２６の何れか一方が形成される。少なくとも１つの第１歯溝部２５と少なくとも１つの第２歯溝部２６が、ウォームホイール２０の周方向に交互に並んで配置される。第１歯溝部２５及び第２歯溝部２６の構造と作用は、ウォームホイール１０における第１歯溝部１５及び第２歯溝部１６のものと同様である。

ウォームホイール２０においては、隣接する歯部２１，２１が、歯幅方向（図４及び図５示上下方向）の端部で連続して形成されている。この構造によれば、歯部２１，２１間の連続部分２２がリブのように補強部分として機能するので、ウォームホイール２０の強度がより向上する。

図６は、本発明の他の実施形態に係るウォームホイール３０の正面図、図７（ａ）は、図６における第１歯溝部３５の縦断面図、図７（ｂ）は、図６における第２歯溝部３６の縦断面図である。

ウォームホイール３０は、ウォーム２と噛み合う複数の歯部３１（符番は一部にのみ）と、歯底円径が一定な歯底３５ａを歯幅の一方側（図６及び図７示下側）に有する第１歯溝部３５と、歯底円径が一定な歯底３６ａを歯幅の他方側（図６及び図７示上側）に有する第２歯溝部３６と、を備えている。隣接する歯部３１，３１間には、第１歯溝部３５及び第２歯溝部３６の何れか一方が形成される。少なくとも１つの第１歯溝部３５と少なくとも１つの第２歯溝部３６が、ウォームホイール３０の周方向に交互に並んで配置される。第１歯溝部３５及び第２歯溝部３６の構造と作用は、ウォームホイール１０における第１歯溝部１５及び第２歯溝部１６のものと同様である。

ウォームホイール３０においては、歯部３１の歯先が、ホイールセンタ（歯幅方向の中央部）から離れるにつれて大きくなるように形成されている。この構造によれば、ウォーム２とウォームホイール３０との噛み合い部分の接触面積がさらに増える。

図８は、本発明の他の実施形態に係るウォームホイール４０の正面図である。

ウォームホイール４０は、図２に示すウォームホイール１０の変形例である。ウォームホイール４０は、ウォーム２と噛み合う複数の歯部４１（符番は一部にのみ）と、歯底円径が一定な歯底を歯幅の一方側（図８示下側）に有する第１歯溝部４５と、歯底円径が一定な歯底を歯幅の他方側（図８示上側）に有する第２歯溝部４６と、を備えている。隣接する歯部４１，４１間には、第１歯溝部４５及び第２歯溝部４６の何れか一方が形成される。少なくとも１つの第１歯溝部４５と少なくとも１つの第２歯溝部４６が、ウォームホイール４０の周方向に交互に並んで配置される。第１歯溝部４５及び第２歯溝部４６の構造と作用は、ウォームホイール１０における第１歯溝部１５及び第２歯溝部１６のものと同様である。

ウォームホイール４０においては、第２歯溝部４６が、ウォームホイール４０の周方向の一部分であってウォーム２と一度に噛み合う長さの区間で、連続して並んでいる（本実施形態では３つ連続）。この構造によれば、例えば、図９に示す様に、位置の決まっているウォーム２とウォームホイール４０を噛み合わせる場合に、ウォーム２に対してウォームホイール４０を軸方向に組み付けることができ、ウォームギヤ（ウォーム減速機）の組み立て作業における自由度が向上する。なお、ここで説明した変形例は、図４に示すウォームホイール２０、図６に示すウォームホイール３０にも同様に適用可能である。

本発明に係るウォームホイール１０を備えたウォームギヤ１の模式図。 ウォームホイール１０の正面図。 （ａ）は、図２における第１歯溝部１５の縦断面図、（ｂ）は、図２における第２歯溝部１６の縦断面図。 本発明の他の実施形態に係るウォームホイール２０の正面図。 （ａ）は、図４における第１歯溝部２５の縦断面図、（ｂ）は、図４における第２歯溝部２６の縦断面図。 本発明の他の実施形態に係るウォームホイール３０の正面図。 （ａ）は、図６における第１歯溝部３５の縦断面図、（ｂ）は、図６における第２歯溝部３６の縦断面図。 本発明の他の実施形態に係るウォームホイール４０の正面図。 ウォーム２に対してウォームホイール４０が組み付けられる態様を示す模式図。

符号の説明

２ ウォーム
１０ ウォームホイール
１１ 歯部
１５ 第１歯溝部
１５ａ 歯底
１６ 第２歯溝部
１６ａ 歯底

Claims (1)

1. 樹脂材料を用いて型成形され、ウォームにより駆動されるウォームホイールであって、
   前記ウォームと噛み合う複数の歯部と、
   歯底円径が一定な歯底を歯幅方向の一方側のみに有し、隣接する前記歯部間に形成される第１歯溝部と、
   歯底円径が一定な歯底を歯幅方向の他方側のみに有し、隣接する前記歯部間に形成される第２歯溝部と、を備え、
   前記第１歯溝部と前記第２歯溝部が周方向に交互に並んで配置されると共に、
   更に、隣接する前記歯部を歯幅方向の端部でリブのように交互に連続形成することにより、前記第１歯溝部の歯幅方向の他方側と前記第２歯溝部の歯幅方向の一方側とに交互に設けられた連続部分を
   備えることを特徴とするウォームホイール。

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