JPS6340981B2

JPS6340981B2 -

Info

Publication number: JPS6340981B2
Application number: JP60100316A
Authority: JP
Inventors: Tetsunosuke Sakai
Original assignee: SAKAI Manufacturing
Current assignee: SAKAI Manufacturing
Priority date: 1985-05-10
Filing date: 1985-05-10
Publication date: 1988-08-15
Also published as: JPS61256044A

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明は、弾性ウオームを有するウオーム減速
機に関し、特に、ウオームに振動あるいは衝撃吸
収機能を設けることにより、作動時の振動、騒音
や摩擦部分の摩耗等を軽減する技術に関するもの
である。

従来技術ウオーム減速機は、一般に、回転軸の外周に一
条または多条の歯が螺旋状に形成されたウオーム
と、そのウオームの回転軸心と互いに交差し且つ
それと同一平面にない軸線周りに回転可能に設け
られた回転体であつて、上記ウオームと噛み合う
ウオームホイールとから構成される。このような
ウオーム及びウオームホイールの歯は、通常所定
の部材から歯切り加工によつて削り出される。

発明が解決すべき問題点しかしながら、ウオームホイールには加工上の
ピツチ誤差がある程度存在することが避けられ
ず、ウオーム減速機の作動時には、そのピツチ誤
差に起因する振動あるいは騒音が発生する場合が
ある。また、ウオームとウオームホイールとの間
の噛合い部分には、ウオーム減速機を駆動するモ
ータや、ウオーム減速機が駆動する装置の振動が
伝達されたり、あるいは、前記ピツチ誤差に起因
する振動が生じることが避けられず、そのような
微動振動に起因する摩耗が生じる欠点があつた。
しかも、ウオーム減速機に瞬間的な過負荷（衝
撃）が作用したときは、ウオームホイールの歯が
欠損する場合もあつた。

問題点を解決するための第１の手段本発明は、以上の事情を背景として為されたも
のであり、その要旨とするところは、互いに交差
し且つ同一平面にない２軸線周りに回転可能に設
けられて互いに噛み合うウオーム及びウオームホ
イールを備えたウオーム減速機において、前記ウ
オームを、その軸線周りに回転可能に設けられる
回転軸の外周に、螺旋状に巻回されたコイルスプ
リングを装着し且つそのコイルスプリングのウオ
ームホイールとの噛み合い部分と回転軸との間に
隙間を設けることにより構成し、そのコイルスプ
リングを前記ウオームホイールと噛み合わせたこ
とにある。

作用及び第１発明の効果このようにすれば、螺旋状に巻回されたコイル
スプリングを回転軸の外周に装着し且つそのコイ
ルスプリングのウオームホイールとの噛み合い部
分と回転軸との間に間隙を設けることによりウオ
ームが構成され、そのコイルスプリングがウオー
ムホイールと噛み合わせられるので、ウオームホ
イールの外周に形成された歯に若干のピツチ誤差
が存在しても、それと噛み合うコイルスプリング
の弾性変形によりピツチ誤差が吸収されて、ピツ
チ誤差に起因する騒音あるいは振動が好適に抑制
されるのである。

また、ウオーム減速機を駆動するモータやウオ
ーム減速機が駆動する装置からウオームとウオー
ムホイールとの噛合い部分に振動が伝達されて
も、そのような微動振動もコイルスプリングの弾
性によつて吸収されるので、微動振動に起因する
摩耗が解消されるのである。しかも、瞬間的な過
負荷がウオームとウオームホイールとの噛合い部
分に作用したときでも、コイルスプリングの弾性
変形により、そのような衝撃が吸収されて、ウオ
ームホイールの外周に形成された歯の欠損が防止
される。

問題点を解決するための第２の手段また、本発明の他の態様の要旨とするところ
は、互いに交差し且つ同一平面にない２軸線周り
に回転可能に設けられて、互いに噛み合うウオー
ム及びウオームホイールを備えたウオーム減速機
において、前記ウオームを、その軸線周りに回転
可能に設けられる回転軸の外周に、螺旋状に巻回
されたコイルスプリングを装着し且つそのコイル
スプリングのウオームホイールとの噛み合い部分
と回転軸との間に隙間を設けることにより構成す
る一方、前記ウオームホイールを、その軸線周り
に回転可能に設けられる回転体の外周に、その径
方向の軸線周りに回転可能なローラを多数配設し
て構成し、そのウオームホイールの多数のローラ
と前記ウオームのコイルスプリングとを噛み合わ
せたことにある。

作用及び第２発明の効果このようにすれば、ウオームホイールと噛み合
うウオームが、螺旋状に巻回されたコイルスプリ
ングを回転軸の外周に装着して構成されるので、
前記第１発明と同様の効果が得られるのである。
また、加えて、回転体の外周にその径方向の軸線
周りに回転可能なローラを多数配設することによ
りウオームホイールが構成され、且つ、そのウオ
ームホイールのローラとウオームのコイルスプリ
ングとが噛み合わされているので、ウオームとウ
オームホイールとの噛合い部分における摺動摩擦
が解消され、摩擦に起因する摩耗及び発熱が好適
に解消されるのである。

前記ウオームホイールの外周に配設される多数
のローラは、好適には、ポリアセタール、ナイロ
ン等の耐摩耗性樹脂が用いられる。このような場
合には、コイルスプリング及びローラの摩耗及び
ウオーム減速機の振動が一層軽減され、ウオーム
ホイールの回転が滑らかとなる利点がある。

実施例以下、本発明の一実施例を示す図面に基づいて
詳細に説明する。

第１図及び第２図において、箱型のハウジング
１０内には入力軸１２及び出力軸１４がベアリン
グ１６，１８，２０，２２によつてそれぞれ支持
されており、入力軸１２及び出力軸１４は、互い
に交差し且つ同一平面にない２軸線周りに回転可
能に設けられている。特に、入力軸１２を支持す
るベアリング１６及び１８は、入力軸１２に加え
られるスラスト荷重を受けるため、ボールベアリ
ング、ダブルボールベアリング、テーパードロー
ラベアリング等のスラスト荷重を受け得るベアリ
ングが好適に用いられる。なお、２４，２６，２
８，３０は、ベアリング１６，１８，２０，２２
をそれぞれ保護し、且つ、外周輪を固定するベア
リングカバーである。入力軸１２に両端部は、ベ
アリング１６及び１８の内周輪に嵌合させるため
に小径とされており、入力軸１２の軸方向の移動
が阻止されている。入力軸１２の中間部分は両端
部よりも大径とされるとともに、そこには断面が
半円形状の螺旋状の溝３２が形成されている。そ
して、その螺旋状の溝３２内に嵌め入れられた状
態で円筒状に巻回されたコイルスプリング（つる
まきばね）３４が入力軸１２に固定されている。
コイルスプリング３４の自由状態の内径は、螺旋
状の溝３２の内径よりも僅かに小さくされてお
り、そのコイルスプリング３４が螺旋状の溝３２
に入力軸１２の一端から強制的に螺合させられる
ことにより、コイルスプリング３４が装着されて
いるので、コイルスプリング３４に軸方向の負荷
が加えられても、コイルスプリング３４は移動し
ない。しかし、必要に応じて溝３２内にストツパ
ピンを突設してコイルスプリング３４の端部と係
合させても良い。そして、入力軸１２の中央部に
は円弧状に凹む小径部３６が設けられており、後
述のローラ３８と入力軸１２の干渉が防止される
とともに、コイルスプリング３４のローラ３８と
の噛み合い部分の弾性変形を許容する隙間がコイ
ルスプリング３４と入力軸１２との間に設けられ
ている。このように、入力軸１２の外周にコイル
スプリング３４が装着されることにより、いわゆ
るウオームが構成されており、コイルスプリング
３４がそのウオームの歯を構成している。そのコ
イルスプリング３４にはウオーム減速機の使用目
的に応じて適度の弾性を備えた金属あるいは合成
樹脂等が用いられ得るが、ばね鋼を用いることが
望ましい。

前記出力軸１４には、回転体４０がキー４２に
よつて相対回転不能に固定されている。回転体４
０の外周部には、１軸線方向に突き出す環状凸部
４４が設けられており、その環状凸部４４の外周
面には多数のピン４６が圧入により放射状に等ピ
ツチに突設されている。なお、ピン４６の基端部
は、環状凸部４４の内周側からかしめられること
により、抜け荷重が高められている。

ピン４６の先端部（外周側端部）には、皿状の
頭部４８が形成されており、ピン４６に回転可能
に嵌め付けられた樹脂製のローラ３８の抜けが防
止されている。したがつて、ローラ３８は出力軸
１４の径方向の軸線周りに回転可能に設けられ、
且つ、回転体４０の外周面において、周方向に向
かつて一列に且つ等間隔に多数配列させられてい
る。上記ローラ３８は円周方向の軌跡に沿つて運
動するため、外周側に向かう程小径となるテーパ
部が先端部に設けられ、コイルスプリング３４と
の係合が円滑に行われるようになつている。ロー
ラ３８の材質は軸受メタル等の耐摩耗性合金であ
つてもよいが、本実施例ではポリアセタール、ナ
イロン等の耐摩耗性に優れた合成樹脂が採用され
ている。

したがつて、本実施例では、回転体４０及びそ
の外周面に回転可能に多数配設されたローラ３８
はいわゆるウオームホイールを構成しており、ロ
ーラ３８がそのウオームホイールの外周歯を構成
している。なお、出力軸１４上において、一対の
半環状Ｃ型ピン５０によつて軸方向に固定された
カラー５２は、ベアリング２０及び２２の内周輪
に当接させられており、回転体４０の両端面は、
スペーサ５４を介してそれらカラー５２に当接さ
せられることにより、軸方向に位置決めされてい
る。

本実施例では、コイルスプリング３４の内径が
15mmφ、線径が４mmφ、巻線ピツチが11mm、ロー
ラ３８の径が７mmφ、ローラ３８のピツチが11mm
φ、ローラ３８の個数が24とされている。（なお、
第１図においてローラ３８及びピン４６の一部が
省略されている。）次に、以上のように構成されたウオーム減速機
の作用効果を説明する。

入力軸１２が回転駆動されるに伴つて、それに
固定されたコイルスプリング３４が回転すると、
コイルスプリング３４と係合しているローラ３８
が入力軸１２の軸心と平行な方向に向かつて駆動
され、回転体４０及びこれに固定された出力軸１
４が所定の減速比にて回転させられる。このと
き、コイルスプリング３４は、特にその中央部に
おいて弾性変形可能であるので、たとえピン４６
及びローラ３８のピツチ誤差が存在しても、その
ピツチ誤差がコイルスプリング３４の弾性変形に
よつて吸収され、ピツチ誤差に起因する騒音ある
いは振動がほとんど解消されるのである。この意
味において、ピン４６及びローラ３８に取付け誤
差がある程度許容されるもので、従来に比較して
ウオームホイールが容易且つ安価に製造される。

また、ウオーム減速機の作動状態において、入
力軸１２を駆動する電動モータや出力軸１４が駆
動する装置から、微動振動がコイルスプリング３
４とローラ３８との噛合い部分に伝達される場合
が多い。従来の場合には、このような微動振動が
定常的に伝達されることに起因して噛合い部分の
摩耗が生じていたのであるが、本実施例によれ
ば、かかる微動振動も、コイルスプリング３４の
弾性変形によつて、好適に吸収されるので、微動
振動に起因する噛合い部分の摩耗が解消されるの
である。

また、ウオーム減速機の使用中には、瞬間的な
過負荷や衝撃がウオームとウオームホイールとの
噛合い部分に加えられる場合があるが、このよう
な場合でもコイルスプリング３４の弾性変形によ
つて瞬間的な過負荷等が吸収され、噛合い部分の
欠損が防止される。

また、本実施例によれば、コイルスプリング３
４と噛み合うウオームホイールの歯が、ポリアセ
タールやナイロン等の耐摩耗樹脂によつて構成さ
れているので、騒音、摩耗等が一層解消される利
点がある。

また、本実施例によれば、コイルスプリング３
４と噛み合うウオームホイールの歯が、ピン４６
によつて回転可能に支持されたローラ３８によつ
て構成されているので、従来の滑り摩擦に替わつ
て転がり摩擦となり、摩擦による摩耗や発熱が好
適に解消されるのである。

更に、本実施例によれば、ローラ３８の個数の
異なる他の回転体４０に交換するだけで、ウオー
ム減速機の減速比を容易に変更できる利点があ
る。

以上、本発明の一実施例について説明したが、
本発明は、その他の態様においても適用される。

たとえば、前述の実施例において、回転体４０
の外周部には、ピン４６によつて径方向の軸線周
りに回転可能に支持されたローラ３８が設けられ
ているが、従来のような切削加工された歯が設け
られていてもよいのである。このような場合であ
つても、ウオームホイールの外周歯と噛み合うウ
オームの歯がコイルスプリング３４によつて構成
されていることから得られる効果、すなわち、ウ
オームホイールのピツチ誤差に起因する騒音及び
振動が解消されること、ウオーム減速機に伝達さ
れる微動振動に起因する摩耗が解消されること、
ウオームとウオームホイールとの噛合い部分に伝
達される瞬間的な過負荷がコイルスプリング３４
の弾性によつて吸収されて噛み合い部分の欠損が
解消されること、等の効果や得られるのである。

また、前述の実施例において、入力軸１２に装
着されるコイルスプリング３４は円筒状に巻回さ
れているが、鼓型に巻回されてもよいのである。
このような場合には、コイルスプリング３４とロ
ーラ３８との圧接点が増加して、大きな伝達容量
が得られる利点がある。

また、前述の実施例において、入力軸１２に
は、小径部３６が設けられているが、コイルスプ
リング３４の中央部分における弾性変形が可能な
状態であれば、必ずしも小径部３６が設けられて
いなくてもよいのである。

また、前述の実施例において、ローラ３８は、
径方向の軸線周りに回転可能に支持されている
が、周方向の軸線周りに回転可能にそれぞれ支持
されていてもよいのである。

なお、上述したのはあくまでも本発明の一実施
例であり、本発明は、その精神を逸脱しない範囲
において種々変更が加えられ得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す正面断面図
である。第２図は、第１図の側面断面図である。１２：入力軸（回転軸）、（ウオーム）、３４：
コイルスプリング、（ウオーム）、３８：ローラ、
（ウオームホイール）、４０：回転体、（ウオーム
ホイール）。

Claims

【特許請求の範囲】１互いに交差しかつ同一平面にない２軸線まわ
りに回転可能に設けられて互いに噛み合うウオー
ムおよびウオームホイールを備えたウオーム減速
機において、前記ウオームを、その軸線まわりに回転可能に
設けられる回転軸の外周に螺旋状に巻回されたコ
イルスプリングを装着し且つ該コイルスプリング
の前記ウオームホイールとの噛み合い部分と該回
転軸との間に隙間を設けることにより構成し、該
コイルスプリングを前記ウオームホイールと噛み
合わせたことを特徴とする弾性ウオームを有する
ウオーム減速機。２互いに交差しかつ同一平面にない２軸線まわ
りに回転可能に設けられて互いに噛み合うウオー
ムおよびウオームホイールを備えたウオーム減速
機において、前記ウオームを、その軸線まわりに回転可能に
設けられる回転軸の外周に螺旋状に巻回されたコ
イルスプリングを装着し且つ該コイルスプリング
の前記ウオームホイールとの噛み合い部分と該回
転軸との間に隙間を設けることにより構成する一
方、前記ウオームホイールを、その軸線まわりに
回転可能に設けられる回転体の外周に、その径方
向の軸線まわりに回転可能なローラを多数配設し
て構成し、該ウオームホイールの多数のローラと
前記ウオームのコイルスプリングとを噛み合わせ
たことを特徴とする弾性ウオームを有するウオー
ム減速機。