JPS5894655A - 減速歯車装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 等化する機購を有する減速歯車装置に関する。

従来のウォーム千ヤは．第１図に示すように。

ウォーム軸０６とウォームホイール軸０４とは必らずし
も直角をなさなくても良いが．直角をなすものが非常に
多い。

相噛み合う歯の形状は，第２図に示すよ５に。

ウオーム０１１まネジの形をしており，ウオームホイー
ル０２はウオーム０１に滑らかに嚇み合うように構成さ
れ，原則として一方と同形の工具によって加工される。

ウオームホイール軸直角断面上でウ才−へのピッチ線０
５とウオームホイールピッチ線０６がピッチ点０７で接
し。

ウオーム軸０３が回転することにより．ウオームホイー
ル０２がウオームホイール軸０４まわりに回転する。

変速比はウオーム０１の条数とウオームホイール０２の
歯数の比であり，容易に値１０を超える大減速比を得る
ことができる。

以上の組合せを第６図及び第４図のように略記する。第
３図および第４図は一般的な円筒形ウオームと鼓形ウオ
ームホイールの組合せ例を図示したものである。第６図
はウオームホイール０２の軸直角面での噛み合いを示す
正面図。

第４図はウォー／Δ０１の軸直角面での噛み合いを示す
側面図であり、ウオーム０１とウオームホイール０２が
第１図及び第２図に図示するような噛み合いを行なうこ
とを示す。

第１図ないし第４図に図示するような従来のものでは、
ウオーム干セは一般に、伝達馬力が大きくなると噛合い
歯面の接触応力や摩擦仕事及び歯元曲げ応力などが大き
くなるため、夫々の設計許容値を一定とすると、歯車寸
法を太き（しなければならないという欠点があった。特
に、ウオームホイール外径が太き（なり、したがってウ
オームホイールリム材の遠心鋳造能力や減速装置の許容
スペースに関して実用上の難点を有していた。

これに対処するため、従来は改良を加え第５図及び第６
図に示すように、１個のウオームホイール０２を、詳細
を図示しない２個の駆動源（電動機等）　０８Ｂ、０８
ｂと連結されている２個のウオーム０１　ａ　、　０１
ｂで駆動する方法があった。第５図は駆動源０８ａ　、
　０８ｂをウオームホイール０２を基準にして同じ側に
置く形式、第６図は反対側に置（形式を示している。更
に図示しないが。

６個又は４個のウオームで１個のりオームホイールを駆
動する場合もある。

しかし、第５図および第６図で図示する従来のウオーム
−１！ｔ−においては、１個のウオームホイールを複数
個のウオームで駆動することは。

ウオームホイール１回転中にウオームホイール歯面が複
数回噛合うことになる。歯車装置の使用頻度を一定とす
ると、歯面の摩耗や転がり疲労に影響する負荷繰返し数
が増加することになり、１個のりオームホイールを１個
のウオームで駆動する場合に比べ、ウオーム１個あたり
の伝達トルクを同じとすると、明らかにウオームイセと
しての耐久寿命が低下する。

また、ウオームイセではウオームとウオームホイール歯
面間の□馴み（南面の微少な摩耗や塑性変形）を良（シ
、十分な歯当りを得る点が歯車装置の耐久性を向上させ
るためには重要である。しかし、完全に同じウオームを
複数個製作することを工非常に困難であるため、２個の
ウオームで駆動すると、夫々のウオームに対して１個の
ウオームホイール歯面が噛合い、一方のウオームに対し
て良好な歯当りとなっても、他方のウオームで歯当りが
崩される状態が容易に生じる。そのためウオーム１個あ
たりの伝達トルクが同じでも、１個のりオームホイール
を駆動する場合より寿命が短か（なる。

本発明は、同心、同軸の２段串形ウオームホイールと、
同ウオームホイールの各々の噛み合い面に螺合する一対
のりオームと、同一対のウオームに各々連結されたはす
ば歯車と、同一対のにすば歯車と螺合するやまば歯車と
、同やまが歯車に連結された駆動源と、上記はすげ歯車
と上記やまば歯車とが各々の軸方向に適宜な間隔の範囲
で平行に相対移動をし得る機構と、カ・ら構成されるこ
とを特徴とし、その目的とするところは、上記した従来
の欠点を解消するために、ウオームイセ装置で、ウオー
ムホイール径を大きくせず、かつ耐久寿命も低下させな
い減速装置を提供することである。すなわち０本発明は
ウオームホイールを小形（２段）とし、各ウオームホイ
ールを各１個のウオームで駆動するようにし、駆動源を
１個としてウオームと駆動源との間にウオームの伝達ト
ルクをバラシスさせる機能を有する平行軸歯車を入れた
ものである。

本発明は上記のように構成されており、駆動源を駆動さ
せると、連結されたやまば歯車が所定の方向に回転運動
を起こし、したがって上記やまば歯車に螺合する一対の
はすは歯車が連動して回転する。この上記一対のはすば
歯車の回転は各々に連結された一対のりオームに連動さ
れ、一対のつオームは回転をする。この上記一対のウオ
ームの回転によって、上記一対のウオームと各々の噛み
合い面で螺合する２段串形のウオームホイールが同心、
同軸の回転をする。

この場合、各々一対のウオームとウオームホイールとの
組合せは、厳密な形状を同じにできないため、爾当りや
歯面の摩擦耐久性等に差が生じることがある。このよ５
に、各々のつオームとウオームホイールとの噛み合せに
差が生じた場合には、一対のウオームのウオーム軸との
間でトルクに差が生じる。このＩ−ルクの違いは。

はすは歯車に生じるトルクの差となる。その際。

本発明では、上記はすげ歯車と上記やまば歯車とが各々
の軸方向に適宜な間隔の範囲で平行に相対移動し得る機
構を得しているので、軸方向に上記やまば歯車が１両ヘ
リックススラスト力が均等になるまで移動する。上記や
まば歯車が軸方向に移動することは、上記はすげ歯車の
回転角を変えることであり、それは、上記一対のはすば
歯車の回転角を変えることになり、上記一対のはすげ歯
車と各々に直結している一対のウオームとの各々の回転
角調整となり、上記一対のりオーへの伝達トルクが同じ
になる迄、自動的忙回転角調整が行なわれる。このよう
にして、１個の駆動源で、１対のウオームの伝達１−ル
クを均等にして運転することが出来る。

本発明は、とのよ５に、各々のウオーム−Ｆ！Ｐが良好
な歯当りを維持することが出来、かつ各々のウオームホ
イールが１回転中１回しか１詔み合わないため、歯車耐
久性も低下しない。

また、そのため、ウオームホイールの外径を大きくする
ことなく、１個のウオームホイールとを組合せる場合に
比べ、高伝達馬力を実現することができる。

さらに、１対のウナーへの伝達トルクを均等にして運転
することが出来るため、各々のウオーム−１！セの一方
のみが摩耗することがな（なり耐久性が増大する。

以下１本発明の実施例について概要を第７図に図示する
概念図で説明する。

第７図に図示するごとく、２個のつオームｌａ。

１ｂを、同軸、同心で小形に構成されている２個のウオ
ームホイール２ａ、２ｂに組合わせる。ウオームａｔま
はすげ歯車３ａとつ才〜ム２ｂＧまを工すば歯車６ｂと
各々ウオーム軸４ａ、４ｂにて連結する。はすば歯車３
ａ　、　３ｂ　ｋ丁、各々やまば歯車５０片側へリック
スに噛み合うよう組合せる。

したがって、はすば歯車６ａとはすば歯車６ｂの歯すじ
ねじれ角の方向は逆になる。やまば歯車５をま、軸方向
を可動するため軸筒側部（５ａ。

６ｂをすべり軸受や円筒］０軸受で支持し、軸方向に可
動な継手７及び軸８を介して駆動源（電動機等）９に繋
ぐ。

このように構成された本実施例において、駆動源９を作
動させると、軸Ｂが回転し、やまば歯車５．はすば歯車
３ａ　、３ｂを介してウオーム軸４ａ、４ｂが回転し、
ウオームｌａ、ｉｂがウオームホイール２ａ、２ｂに噛
み合い、ウオームホイール軸１０を回転させる。

ここで、ウオ−ム１ａとウオームホイール２＆と及びウ
オーム１ｂとウオームホイール２ｂとの組合せは、厳密
な形状を同じにできないため。

歯当りや歯面の摩耗耐久性等に４が生じる可能性がある
。各々のウオームとウオームホイールの組合せに差が生
じた場合は、ウオームＩＩｑｌＩ４ａとウオーム軸４ｂ
とのトルクに差が生じる。このトルクの違いは、はすば
歯車３ａ　、３ｂに生じるトルクの差となる。ウオーム
軸４　ａ　、　４　ｂを軸方向に移動しないようにする
と、やまば歯車５の両ヘリ・ソクスの軸方向スラスト力
に差が生じる。やまば歯車５の両へり・ソクスのねじれ
角は逆方向で大きさはほぼ等しいため、これらの軸方向
スラスト力は両ヘリックスでは反対方向となり１両ヘリ
ックスのスラスト力の差かやまは歯車５の［軸方向スラ
スト力となる。

そこで、やまば歯車５の軸方向移動を自由にすると、軸
方向にやまば歯車５が１両ヘリックススラスト力が均等
になるまで移動する。やまば歯車５が１方向に移動する
ことは、はすば歯車３ａ、３ｂの回転角を変えることで
あり、はすば歯車６ａ、３ｂと直結しているｒ）オーム
１ａ、１ｂの回転角調整となり、つオームＩａ、Ｉｂの
伝達ｉ・ルクが同じになる迄、自動的に回転角調整が行
なわれる。このようにして、１個の駆動源９で、２個の
ウオーム１ａ、ｉｂの伝達トルクを均等にして運転でき
る。

本実施し１ｊは、このように、各々のウオーム甲セ（１
ａ、２ａ）、（１ｂ、２ｂ）が良好な南当りを維持する
ことが出来、かつ各々のウオームホイール２ａ、２ｂが
１回転中１回しか噛合わないため、歯車耐久性も低下し
ない。

また、そのため、ウオームホイール２ａ、２ｂの外径を
大きくすることなく、１個のウオームと１個のウオーム
ホイールとを組合せる場合に比べ、高伝達馬力を実現す
ることができる。

さらに、１対のウオームｌａ　　１ｂの伝達トルクを均
等にして運転することが出来るため、各々のウオームｆ
セ（１８，２＆）、（１ｂ、２ｂ）の一方のみが摩耗す
ることがな（なり、耐久性が増大する。

次に本実施例の美癩態様について詳述する。

第８図および第９図に第１実捲態様例を図示する。

第８図はウオームホイール軸直角平面図、第９図につオ
ーム軸直角側面図（第８図の■−■断面）を示す。

２イ固のつオームホイールリム１１ａ、１１ｂとりオー
ムホイール本体１２を締結した１個の中形ウオームホイ
ール２ｃと噛み合う、ウオームホイール２ｃは上下方向
に移動しないように、下部はウオームホイール２ｃの自
重を支える円スイ］０軸受１３．上部は図示省略の円筒
コＯ軸受にて支持されている。

ウオーム１０Ｍは軸方向に動かないように円スイ］０軸
受１３ａと円筒］Ｏ軸軸受４で両軸端部を支えられる。

ウオーム１Ｃの軸は歯車継手（スプライン）１５ａを端
部に有するタイルシャフト１５を介してはすは歯車５Ｃ
と連結される。はすば歯車６ｃの両軸端に球面コ０軸受
１６及び円筒３口軸受１４を配置し、はすば歯車６ｃを
軸方向に移動しないようにする。一方ウオーム１ｄの軸
についても同様にして、はすば歯車３ｄと連結される。

はすば歯車３ｃ、３ｄはやまば歯車５ａと噛み合わせる
。これらの歯車の位置関係は、はすば歯車ピッチ円３Ｃ
１，ろｄｌとやま４了歯車ピッチ円５ａ’の組合せで示
すように、歯車中心は同じ水平面上にはない。

やまば歯車５ａは軸方向に可動とするため。

すべり軸受１７ａ、１７ｂ　　にて支持される。軸受へ
の治油は給油管１８ａ　、　１８ｂ　によってなされる
。やまば歯車５ａは潤滑シール１９により。

油の箱外漏洩を防ぎ、フラフジ２０を介してタイセフラ
ム継手２１に結合され１図示省略の駆動源に連結される
。

なお、減速歯車全体は適当に分割された歯車箱２７によ
り密閉される。

又１本実施例ではタイセフラム継手２１の軸方向変位許
容値がやまば歯屯軸５ａの軸方向移動を制約するが、タ
イヤフラム継手の代りに１七車形スづライク等を用いる
ことにより、より大きな軸方向移動を許容できるように
なる。

第１０図（工水実施例の第２の実施例を図示するもので
あり、ウオームホイール軸直角平面図を示す。やまば歯
車５ｂは軸方向に動かないように円筒］Ｏ軸軸受４ｃ及
び球面］０軸受１６ａで支持されている。やまば歯車５
ｂＫ鶴み合５２個のはすば歯車３ｅ、３ｆ＆’ＩＣ，内
部にスづライシ穴２３を設はスづライシ軸２４を介して
軸方向に別かないように図示省略の円筒３口軸受及び円
スイコ傭受１３ｂＫて支持されているつオーム１ｅ、ｉ
ｆに連結する。また、はすば歯車３ｅ、３ｆは軸方向に
可動となるように１円筒］０軸受１４ｄ、１４ｆにて支
持されている。

なお、２ｄは９オームホイール、１４ｇ＆Ｘ円筒コ０軸
受、１５ｂはスづライン、１９ａはオイルシール、２０
ａはフランジ、２１ａはタイセフうム継手、２２ａｌｉ
歯車箱を示す。

したがって、ウオーム１ｅ、１ｆ間のトルクの差は、は
すは歯車２ｅ、３ｆが軸方向に可動であるため１上記の
第１実姉態様例と同様の効果を有する。

なお図示省略するが１円筒］Ｏ軸受１４ｄ、１４ｆの代
りに、ジャーナル形すべり軸受等を用いても同様の効果
が得られる。

第１１図は９本実施例の第３の実＠態様例を図示するも
のであり、ウオームホイール軸直角平面図を示す。やま
ば歯車５ｃは軸方向に動かないように円筒コＤ軸受１４
ｈ及び円スイ］Ｏ情受１３ｃで支持されている。やまば
歯車５ｃに噛み合う２個のはすば歯車ｓｔ、’ｒｈはタ
イルシャフト２５を介してウオームＩｇ、ｌｈに連結さ
れる。（工すば歯車３ｇ、３ｈ及びウオーム１ｇ、１ｈ
の軸は、軸方向に可動となるように円筒コロ軸受１４ｉ
、１４．ｉ、１４に、１４ｔで支持される。

なお、２ａはりオームホイール、１９ｂＧｔオイルシー
ル、２０ｂはフランジ、２１ｂはタイセフラム継手、２
２ｂは歯車箱を示す。

したがってウオーム１ｇ。Ｉｈ間のトルク差は。

はすば歯車３ｇとりオーム１ｇと及びはすば歯車３ｈと
ウオーム１ｈとが各々一体として軸方向に可動であるた
め、上記の第１実姉塊様例と同様な効果が得られる。ま
た、ウオーム１ｇ、Ｉｈがつオームホイール２ｅの４対
リムと噛み合うことによって生じる軸方向スラスト力は
、やまば歯車５ｃの円筒コロ軸受１３ｃで受ける、なお
図示省略するが１円筒］Ｄ軸受１４ｉ、１４ｊ。

１４に、１４ｔの代りにジャーナル形すべり軸受を用い
ても同様の効果が得られる。

第１２図および第１３図に木実ｍ　ｌ＋１１の第４の実
施態様例を図示する。なお、第１２図はウオームホイー
ル軸直角平面図、第１６図はウオーム軸直角側面図を示
す。２個のウオーム１　ｉ　、　Ｉ　Ｊが図示省略の１
個の小形ウオームホイールと噛み合う。

つオーム１１の軸は軸方向に移動しないように１図示省
略の円筒コロ軸受と円筒］０軸受１４ｍで両軸端部を支
えられる。

ウオーム１１の軸は歯車継手（スプライン）１５ｃを端
部に有するタイルシャフト２５ｂ及び回転止めヒン２６
を介してはすは歯車６１と連結される。はすば歯車６１
の両軸端に球面］０軸受１６ｂ及び円筒］０軸受１４ｍ
を配置し。

はすば歯車３１が軸方向に移動しないようにする。一方
図示省略のりオームの軸についても同様にして、はすは
歯車３ｊと連結される。

はすば歯車３＋　、３ｊは、やまば歯車５ｄと噛合わせ
る。これらの歯車の位置関係は、はすば歯車ピ・ソチ円
３ｉ’、３ｊ’とやまば歯車ヒ・ソチ円５ｄ１の組合せ
で示すように、歯車中心は同じ水平面上にはない。

やまば歯車５ｄは軸方向に可動とするため。

内部をスづライシ形継手２７とし、歯屯軸２８は軸方向
に動かないように転がり軸受２９ａ　、　２９ｂで支持
される。軸受２９ａ　、　２９ｂは各々取付はす・シト
３０ａ　、　３０ｂ　で取付けられる。

スづライシ部２７はフレッチシジ（微動摩耗）等の損傷
を防止するため給油穴３１を通して。

図示省略装置より送られる潤滑油で強制潤滑される。

したがって、上記の第１実皓態様例と同様な効果が得ら
れ、２個のウオーム間の伝達トルク差の解消、減速機の
小形化及び耐久寿命の向上に寄与できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のつオームｆセでウオームの軸直角面での
噛み合いを示す側断面図、第２図はその部分断面正面図
、第３図および第４図は一般的な円筒形ウオームと鼓形
ウオームホイールとの組合せ例の概略説明図、第５図お
よび第６図は従来の他の例であるウオームとウォームホ
イールどの組合せの概略説明図、第７図は本発明に係る
一実捲例の概略説明図、第８図乃至第１６図（まその実
施態様を示す機構説明図である。 １ａ、１ｂ、ｌｃ、１ｄｌｅ、１ｆｊｇ、１ｈ、１ｉ、
１ｊ−−ウオーム。 ２ａ　、　２ｂ　、　２ｃ　、　２ｄ　、２ｅ−・・つ
オームホイール、６ａ、ろす、３ｃ。 ３ｄ、３ｅ、３ｆ、３ｇ、３ｈ、３ｉ、３．ｉ−はすは
歯車、　ろ　ｌ　、　３　ｄｌ１６、ｌ、ろ、　ｌ　、
、、、、、はずば歯沖のピッチ円　４ａ、４ｂ　・・・
・ウオーム軸、５．５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ　　・・・
やまば歯車。 ５ａ　’　、　５ｄ　’・・・　やまば歯車のピッチ円
、　　６ａ、６ｂ・・・軸筒側部、７　・継手、８・・
・・・軸、９・・・・駆動源。 １０−・ウオームホイール軸、１１ａ、１１”””’つ
オームホイールリム、１２・　・・・ウオームホイール
本体、１３．１ろａ、ｉ３ｂ。 １ろｃ−・・円スイ］０軸受、１４．１４ａ、１４ｂ、
１４ｃ、１４ｄ。 １４ｆ　、１４ｇ、１４ｈ、１４ｉ、１４ｊ、１４に、
１４ノ、１４ｍ、１４ｎ・・・円筒コ０袖受、１５・・
・・・・クイルシｂフト、１５ａ、１５ｂ。 １５ｃ・・・・・・スプライン、１６．’１６ｇ、１６
ｂ−・・・・球面コ０軸受。 １７ａ、１７ｂ・・・すべり軸受、１Ｂ＆、１８ｂ・・
・・・給油管。 １９．１９ａ　、　１９ｂ・＝−・潤滑油シール、２０
，２０ａ、２ｉ１ｂ・＝−フラフジ、２１．２１ａ、２
１ｂ−−’Ｊイセフラム継手、　２２．２２ａ。 ２２１１・・・・・・歯車箱、２３・・・・・スづライ
ン穴、２４・・・・・・スづラインＮ、　　２５　、２
５ｂ−−−・クイルシリフト　２６−・−ピン。 ２７・・・・スづラント継手、２８・　歯車軸、２９ａ
、２９ｂ　　・・軸がり軸受、３０ａ、３０ｂ・・・・
・・取付はナツト　３１　・給油穴代理人放　間　緯１
（゛ 第ｑ図 第１頁の続き ＠発　明　者　古閑義孝 長崎市飽の浦町１番１号三菱重 工業株式会社長崎造船所内 ０発　明　者　木下圧閉 長崎市飽の浦町１番１号三菱重 工業株式会社長崎造船所内 ２７８−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 同心同軸の２段串形ウオームホイールと、同つｔ−ムホ
   イールの各々の噛合い面に螺合する一対のウオームと、
   同一対のウオームに各々連結されたにすげ歯車と、同一
   対のにすげ歯車と螺合するやまば歯車と、同やまば歯車
   に連結さに相対移動をし得る機溝と、から構成されるこ
   とを特徴とする減速歯車装置。