(57)【要約】【課題】型加工により成形できるウォームホイールおよびその製造方法を提供すること。【解決手段】ウォーム２００と組み合わされて用いられるウォームホイール１００であって、前記ウォームホイールを厚み方向の中間部で切断し、かつノド部で逃げ部を有する形状をした一対のウォームホイール半割り体１００Ａ，１００Ｂを有し、前記ウォームホイール半割り体は、互いに組み合わされて一体的なウォームホイールを形成するための結合位置決め構造を有し、相互に結合されてウォームホイールを形成するように構成されたウォームホイール、およびその製造方法。【選択図】　図１４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウォームと組み合わされて用いられるウォームホイールであって、
前記ウォームホイールを厚み方向の中間部で切断した形状をした一対のウォームホイール半割り体を有し、
前記ウォームホイール半割り体は、互いに組み合わされて一体的なウォームホイールを形成するための結合構造を有し、相互に結合されてウォームホイールを形成するように構成された組立式ウォームホイール。
【請求項２】
請求項１記載の組立式ウォームホイールにおいて、
前記ウォームホイール半割り体は、相互間に逃げ部を有するものである組立式ウォームホイール。
【請求項３】
請求項１記載の組立式ウォームホイールにおいて、
前記結合構造は、前記半割り体の厚み方向に関して、前記半割り体の一方に凸部で、他方に凹部形状を有する凹凸組み合わせに形成されている組立式ウォームホイール。
【請求項４】
請求項３記載の組立式ウォームホイールにおいて、
前記凹凸組み合わせは、周方向に沿って周期的に凹凸を繰り返す噛み合い構造として構成された組立式ウォームホイール。
【請求項５】
請求項３記載の組立式ウォームホイールにおいて、
前記凹凸組み合わせは、ピンとピン穴との組み合わせとして形成された組立式ウォームホイール。
【請求項６】
請求項３記載の組立式ウォームホイールにおいて、
前記凹凸組み合わせは、周方向に沿って周期的に凹凸を繰り返す噛み合い構造と、ピンとピン穴との組み合わせとを有する組立式ウォームホイール。
【請求項７】
ウォームと組み合わされて用いられる樹脂製ウォームホイールの製造方法であって、
前記ウォームホイールを厚み方向の中間部で切断した形状とし、切断面が互いに凹凸関係にある一対の樹脂製ウォームホイール半割り体を射出成形により形成し、
前記一対の樹脂製ウォームホイール半割り体を前記切断面同士で結合して固定する、
ことによりウォームホイールを構成するようにした組立式ウォームホイールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ウォームと噛み合わせて使用するウォームホイールおよびその製造方法に係り、とくに樹脂を用いた組立式ウォームホイールを提供するための構造および製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
一般に、ウォームホイールは、金属とか非金属の材料を用い、その周面であるウォームとの噛み合い面に創成歯切工具を用いて歯を切削加工することによって製作している。
【０００３】
ウォームホイールは、強度、対磨耗性を満足すれば、樹脂製でもよく、その場合は切削加工によらなくともよいことになる。
【０００４】
しかしながら、ウォームホイールは、図１６に示すようにその形状がいわば鼓状であって型加工には適さないものである。すなわち、型加工では型抜きを行うから、型の外寄りになるほど寸法が大となる構造でなければ型抜きし難いが、鼓状では内側に大径部があって一つの型でウォームホイールを成形することはできない。
【０００５】
そして、型加工に適するようにするには、図１７に示すようにウォームホイールを厚み方向の半割り体１００Ａ、１００Ｂとして形成する方法であり、得られた半割り体１００Ａ，１００Ｂをリベットなどの部材１５０により固定するか、あるいは貼り合せる構造としてもよい。
【０００６】
しかしながら、各半割り体１００Ａ，１００Ｂにおける歯の稜線同士の突合せ部に成形時のバリが生じるから不具合が出る。したがって、ウォームホイールには、型成形が不適当とされている。
【０００７】
本発明は上述の点を考慮してなされたもので、型加工により成形できるウォームホイールおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的達成のため、本発明では、
ウォームと組み合わされて用いられるウォームホイールであって、前記ウォームホイールを厚み方向の中間部で切断した形状をした一対のウォームホイール半割り体を有し、前記ウォームホイール半割り体は、互いに組み合わされて一体的なウォームホイールを形成するための結合構造を有し、相互に結合されてウォームホイールを形成するように構成された組立式ウォームホイール、および
ウォームと組み合わされて用いられる樹脂製ウォームホイールの製造方法であって、前記ウォームホイールを厚み方向の中間部で切断した形状とし、切断面が互いに凹凸関係にある一対の樹脂製ウォームホイール半割り体を射出成形により形成し、前記一対の樹脂製ウォームホイール半割り体を前記切断面同士が互いの凹凸関係により位置決め固定することによりウォームホイールを構成するようにした組立式ウォームホイールの製造方法、
を提供するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は、ウォームホイールがウォームと噛合っている状態を示したものである。すなわち、ウォームホイール１００は、紙面に直角な回転軸を中心に回転するものである。そして、ウォームホイール１００の周面に設けられた歯がウォーム２００と噛合っており、ウォーム２００の回転に応じてウォームホイール１００が回転する。
【００１０】
図２は、ウォームホイール１００を軸平面における切断面の周面近傍を示したものである。この図２に示すように、ウォームホイール１００の周面には、ノド部１１０が形成されており、ノド部１１０は歯の稜線１１１および歯面１１２を有し、本体部１２０の周面に設けられている。このノド部１１０は、ウォーム２００と良好な噛合い関係となるように、ウォーム２００の周面形状に合わせてウォームホイール１００の周面における厚み方向の中央部を凹ませたものである。
【００１１】
そして、ノド部１１０は、ウォームホイール１００の周面に連続的に設けられていてウォーム２００と連続的に噛合っており、ウォーム２００の回転に応じてウォームホイール１００が回転する。
【００１２】
図３は、ウォームホイール１００の一部についての斜視図である。ウォームホイール１００は、ほぼリング状に形成されており、その周面に斜め歯車状の稜線１１１、歯面１１２を有する歯が連続的に設けられていて、各歯はその長手方向の中央部にノド部１１０を有する。
【００１３】
図４は、本発明に係る組立式ウォームホイール１００の半割り体１００Ａ，１００Ｂの接合面の一構造例を示したものである。半割り体１００Ａ，１００Ｂは、接合されてウォームホイール１００を構成するものであるから、相互に強固に接合される必要があり、両半割り体１００Ａ，１００Ｂは、厚み方向および円周方向の両方向につき、位置決めされ強固に接合される必要がある。
【００１４】
それを実現するために、図４では厚み方向にも円周方向にも階段状となるように、軸方向から見て扇状で、外周側から見て階段状をなす凹凸部を有する接合面を構成している。これを、クシタイプと呼ぶ。
【００１５】
なお、図４は接合構造を示すための図であるため、ノド部の歯は描かれていない。
【００１６】
図５は、本発明に係るウォームホイール１００の半割り体１００Ａ，１００Ｂにおける接合面の他の構造例を示したものである。この場合は、図５に示すように半割り体１００Ａ，１００Ｂの両接合面にピン、およびピン穴を形成しておき、ピンがピン穴に嵌合した状態で接合される。これを、ピンタイプと呼ぶ。
【００１７】
なお、図５も接合構造を示すための図であるため、ノド部は描かれていない。
【００１８】
図６は、図４の構造と図５の構造とを合成したもので、クシ・ピンタイプとも呼ぶべきものである。すなわち、接合面の外周寄りに階段状のクシを設け、内周寄りにピン、ピン穴を設けて、クシタイプとピンタイプの両者の特徴を併せ持つようにしたものである。
【００１９】
なお、図６も接合構造を示すための図であるため、ノド部の歯は描かれていない。
【００２０】
図７（ａ），（ｂ），（ｃ）は、図４に示したクシタイプの接合構造における接合面の形状例を示したものである。図７（ａ）のものは断面形状が矩形をなすクシであり、図７（ｂ）のものは断面形状が階段状のクシであり、図７（ｃ）は断面形状が台形をなすクシである。
【００２１】
これらの形状の違いは、半割り体１００Ａ，１００Ｂ相互間の接合強度等に関する違いとともに、型加工時における型抜きのし易さの違いをももたらす。したがって、強度面、型抜きし易さの両面から検討する必要がある。
【００２２】
図８は、半割り体１００Ａ，１００Ｂ成形用の型を製作するための放電加工用あるいは電鋳用のマスター４００を示す斜視図である。このマスター４００は、型加工の製品である半割り体と同一形状をしたものに支持用のシャフトを取り付けたものである。
【００２３】
このマスター４００の歯形加工は、これに噛合うウォームに相当する創成歯切工具によって行う。このとき、１個のマスターで型を製作する場合は、半分形状のまま歯形加工を行ってもよい。またマスターは、図９に示すように、接合部に逃げ部を設けておく。あるいはマスターを２個用意し、接合させた状態で歯形加工を行ってもよい。
【００２４】
図９は、マスターを２個用意し，接合させた状態で２個のマスター４００Ａ，４００Ｂに同時に歯形加工を行う場合を示す斜視図である。図９に示すように、４００Ａ，４００Ｂの接合部には、設計により逃げ部が設けられている。このとき、製品であるウォームホイールが噛合うべきウォームと同一のピッチ円直径と歯形を持った創成歯切工具によって２つのマスター４００Ａ，４００Ｂに対して歯形加工すれば、製品完成後のウォームとウォームホイールとの噛合い接触面は歯面のほぼ全面になる。
【００２５】
そして、ノド部中心の溝状部分が噛合いに関与しなくても十分な噛合い精度が得られる。あるいは、ウォームホイールの創成歯切工具のピッチ円直径等を変えることにより、ウォームとウォームホイールとの噛合いは、ノド部より外側部分での噛合いとなるようにコントロールができる。
【００２６】
図１０および図１１は、ウォーム２００とウォームホイール１００との歯当りの様子を比較して示すものであり、図１０は比較例としての従来のウォーム２００、ウォームホイール１００の歯当り関係を、図１１は本発明の同様な歯当り関係を示している。
【００２７】
比較例である図１０の場合は、ノド部１１０が一繋がりであり、歯当りＸは歯面１１２の中央部に生じる。すなわち図１０の下部に描かれたウォームホイール１００の円弧に対してウォーム２００の円が当接する部分がいわゆる噛合い位置であるが、ウォームホイール１００のノド部にある円弧のほぼ中央部が噛合い位置になっている。
【００２８】
これに対して図１１の場合は、ノド部１１０が溝１１３を挟んで２つに分かれており、歯当りＸは溝１１３を挟む２個所に生じる。図１１下部に描かれたウォームホイール１００の２つの円弧に対してウォーム２００の円が当接する２個所がいわゆる噛合い位置である。
【００２９】
ここで、製品であるウォームホイールの回転が一方向に限定されている場合は、捩れ角等を修正して歯形を決めることにより歯当りをノド部より外側へ移すことができる。この場合、マスターはそれぞれ捩れ角が異なるものを２個用意し、１個ずつ用いて歯形加工する。
【００３０】
図１２は、図８に示したマスター４００と、このマスター４００を用いて製作される金型（キャビティー）３００とを示したものである。マスター４００を電極として用い放電加工を施すことにより金型製作を行うことができ、また電鋳であればメッキ加工によりメス型を製作することができる。これ以外には、射出成形機にマスター４００に硬化性樹脂等で直接型取りを行い、樹脂製の型を製作することもできる。
【００３１】
図１３は、このようにして得られた金型あるいは型を用いて製作された半割り体１００Ａ，１００Ｂの組立工程を示している。型成形により製作された半割り体１００Ａ，１００Ｂは、位置決めと位相を合わせるように設計された凸凹を合わせてから貼り合わせ、図４ないし図７により説明したように、ボルト、リベット等を用いて相互に固定する。さらに接着等の２次的な固定方法を併せ行う。
【００３２】
図１４（ａ），（ｂ）は、半割り体１００Ａ，１００Ｂを相互に固定してなるウォームホイール組立体１００を示すもので、図１４（ａ）は斜視図、図１４（ｂ）は縦断面図である。この図１４に示すように、ウォームホイール１００の外周面における半割り体１００Ａと１００Ｂとの間には溝１１３が形成されているが、この溝１１３はウォームホイール１００がウォーム２００と噛合わされたときは潤滑油溜りとしても機能する。
【００３３】
図１５は、半割り体１００Ａ，１００Ｂの相互固定を行うに際して、両者間にワッシャ１３０を介挿することにより相互間距離を調整することができる。これにより、ウォームホイール１００のウォーム２００との噛合わせ具合、つまり歯当りを調整することができる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明は上述のように、ウォームホイールを厚み方向の中間部で切断し、かつ切断後に逃げを設けた形状をした一対のウォームホイール半割り体を形成し、これら半割り体を組み合わせて一体的なウォームホイールを形成するようにしたため、従来の型成形では不具合があるとされていたウォームホイールを型成形により製作することができ、かつ、効率よくウォームと噛合うように成形後にも歯当りを調整できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的なウォームホイールとウォームとの噛合い状態を示す説明図。
【図２】一般的なウォームホイールの径方向断面図。
【図３】一般的なウォームホイールの部分斜視図。
【図４】本発明に係る一対のウォームホイール半割り体の一結合構造例を示す説明図。
【図５】本発明に係る一対のウォームホイール半割り体の他の結合構造例を示す説明図。
【図６】本発明に係る一対のウォームホイール半割り体のさらに他の結合構造例を示す説明図。
【図７】図７（ａ），（ｂ），（ｃ）は、図４あるいは図６に示したクシタイプ結合構造におけるクシの断面形状を示す図。
【図８】本発明におけるウォームホイールの半割り体製作用の型を加工するためのマスターを示す斜視図。
【図９】図８に示したマスターを一対同時に歯形加工する場合の２つの接合されたマスターを示す斜視図。
【図１０】図１１における本発明に係るウォームホイールの歯当りを説明するための比較例を示す図。
【図１１】本発明のウォームホイールの歯当りを示す図。
【図１２】図８に示したマスターを用いる型製作を示す説明図。
【図１３】本発明に係るウォームホイールの半割り体を組立てる様子を示す説明図。
【図１４】図１４（ａ），（ｂ）は、本発明に係る組立式ウォームホイールの組立状態を示す斜視図および縦断面図。
【図１５】本発明に係るウォームホイールの半割り体の組立に際してのウォームとの噛合い調整例を示す説明図。
【図１６】従来の手法によりウォームホイール全体を型成形する場合に生じる不具合を示す説明図。
【図１７】従来の組立式ウォームホイールの構造を示す断面図。
【符号の説明】
１００　ウォームホイール
１００Ａ，１００Ｂ　ウォームホイール半割り体
１１０　ノド部
１１１　稜線
１１２　歯面
１１３　溝
１２０　ウォームホイール本体
１３０　ワッシャ
１５０　リベット
２００　ウォーム
３００　型
４００　マスター
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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