(57)【要約】【課題】製作が容易で、製作コストが安く、組立て精度が高いウォームホイールの位置決め構造を提供する。【解決手段】ウォームホイールの位置決め構造のウォームホイール１は、ウォームスピンドル２と噛合されるとともに、ウォームホイール本体１０と、複数のロールアセンブリ２０と、接着材料とを含む。ウォームホイール本体１０は、外周面の周りに形成された複数のホルダー溝１１と、ホルダー溝１１それぞれの溝底に、ホルダー溝１１と連通する微調整溝１２とを有する。ロールアセンブリ２０は、ホルダー溝１１内に取付けられたホルダー２１と、転動可能にホルダー２１上に設置され、ウォームホイール本体１０の外周面から突出したロールボール２２と、ホルダー２１内に配設されてロールボール２２に隣接する磁性体とを有する。ホルダー２１の幅は、ホルダー溝の溝幅より小さく、両者間には間隙が形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウォームホイールの位置決め構造であって、
前記ウォームホイールは、ウォームスピンドルと噛合されるとともに、ウォームホイール本体と、複数のロールアセンブリと、接着材料とを含み、
前記ウォームホイール本体は、外周面の周りに形成された複数のホルダー溝と、前記ホルダー溝それぞれの溝底に、前記ホルダー溝と連通する微調整溝と、を有し、
前記ロールアセンブリは、前記ホルダー溝内に取付けられたホルダーと、転動可能にホルダー上に設置され、前記ウォームホイール本体の外周面から突出したロールボールと、前記ホルダー内に配設されて前記ロールボールに隣接する磁性体と、を有し、前記ホルダーの幅は、前記ホルダー溝の溝幅より小さく、両者間には間隙が形成され、
前記接着材料は、前記間隙中に充填され、前記微調整溝を介して前記ロールアセンブリを前記ホルダー溝内の取付け位置に正確に調整してから、前記接着材料により前記ホルダーが前記ホルダー溝内に位置決めされることを特徴とするウォームホイールの位置決め構造。
【請求項２】
前記ホルダーと前記ホルダー溝との間の間隙寸法は、１０〜３０μｍであることを特徴とする請求項１に記載のウォームホイールの位置決め構造。
【請求項３】
前記接着材料は、紫外線接着剤を含む接着剤であることを特徴とする請求項１に記載のウォームホイールの位置決め構造。
【請求項４】
前記接着材料は、紫外線ランプの光が前記ホルダーへ照射されて仮硬化された後、表面洗浄を行い、焼成されて完全に硬化し、前記ウォームホイール本体の前記ホルダー溝内に前記ロールアセンブリが確実に結合されることを特徴とする請求項３に記載のウォームホイールの位置決め構造。
【請求項５】
ウォームホイールの位置決め構造であって、
前記ウォームホイールは、ウォームスピンドルと噛合されるとともに、ウォームホイール本体と、複数のロールアセンブリと、接着材料とを含み、
前記ウォームホイール本体は、外周面に設けた複数のホルダー溝と、前記ホルダー溝それぞれの溝底に、前記ホルダー溝と連通する微調整溝と、を有し、
前記ロールアセンブリは、前記ホルダー溝内に取付けられたホルダーと、前記ホルダー上に枢着され、前記ウォームホイール本体の外周面から突出したロールコラムと、を有し、前記ホルダーの幅は、前記ホルダー溝の溝幅より小さく、両者間には間隙が形成され、
前記接着材料は、前記間隙中に充填され、微調整溝を介して前記ロールアセンブリを前記ホルダー溝内の取付け位置に正確に調整してから、前記接着材料により前記ホルダーが前記ホルダー溝内に位置決めされることを特徴とするウォームホイールの位置決め構造。
【請求項６】
前記ホルダーと前記ホルダー溝との間の間隙寸法は、１０〜３０μｍであることを特徴とする請求項５に記載のウォームホイールの位置決め構造。
【請求項７】
前記接着材料は、紫外線接着剤を含む接着剤であることを特徴とする請求項５に記載のウォームホイールの位置決め構造。
【請求項８】
前記接着材料は、紫外線ランプの光が前記ホルダーへ照射されて仮硬化された後、表面洗浄を行い、焼成されて完全に硬化し、前記ウォームホイール本体の前記ホルダー溝内に前記ロールアセンブリが確実に結合されることを特徴とする請求項７に記載のウォームホイールの位置決め構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウォームホイールに関し、特に、製作が容易で、製作コストが安く、組立て精度が高いウォームホイールの位置決め構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種機械の伝動システムは、ギヤボックスによりモータの回転数を所定の回転数へ下げて出力トルクを高める。従来技術では、一般によく見かけるウォームスピンドルギヤボックスを例にとると、その構造はギヤとウォームスピンドルとの噛合により構成される。このような結合関係の機械は、高トルク、高減速比で、生産が容易であるという特徴を有するが、要素間が容易に摩耗してしまい、バックラッシュが生じて位置決め精度が下がる欠点があった。
【０００３】
ギヤボックス要素の摩耗により発生する位置決め精度の問題点を改善するために、特許文献１では、ロールコラム式の駆動機構（Ｒｏｌｌｅｒ  Ｄｒｉｖｅ）が開示されている。特許文献１では、回転盤の外周上に配設されたロールコラムがウォームスピンドル上の螺旋状球溝に噛合され、ロールコラムとウォームスピンドルとが直線状接触しているため、前述したウォームスピンドルの伝動構造と比べ、機械構造が高トルク、高減速比という特性を有する上、低摩耗、ゼロバックラッシュを兼備え、伝動位置決め精度が高いという長所を有するが、その欠点としては製造コストが非常に高く、ロールコラムとウォームスピンドルとが直線状接触されているため、各ロールコラムの固定溝の間隔角度の精度を大幅に高めなければ、回転盤を円滑に回転させることはできなかった。そのため、その製造は容易でなく高コストであった。
【０００４】
特許文献２では、ロールボール式の駆動機構（Ｂａｌｌ  Ｄｒｉｖｅ）が開示されている。このような駆動機構は、ロールコラム式の駆動機構（Ｒｏｌｌｅｒ  Ｄｒｉｖｅ）と比べ、ロールコラムがロールボールに替えられているため、ロールコラム式駆動と同じ長所を有するが、同様に組立てが容易でないという短所を有し、回転盤のボール溝にロールボールを組み入れる必要がある上、位置決めした後でもウォームスピンドルの溝内で転動することができる。そのため、ボール溝の加工精度が非常に高く（一般に約１μｍ）、ロールボール式機械構造よりも製造が困難であり、加工・組立ては容易でなかった。
【０００５】
そのため、従来のロールボール／ロールコラムの駆動構造は、ウォームスピンドル構造と比べて位置決め精度が高く、低摩耗及びゼロバックラッシュの長所を有するが、高い位置決め精度が要求されるため、製造の困難度が高く、このことも両者のコストが高くなる主な原因であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第７７９３５６７号明細書
【特許文献２】米国特許第８５４９９４７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の主な目的は、ホルダー溝を有し、ホルダー溝が微調整溝と連通する上、ホルダーとホルダー溝との間に間隙が残されているため、組立てを行う者は、オートメーション機器（例えば、ロボットアーム）を利用し、微調整溝に挿入し、ホルダーに対して３軸方位の微調整を行って取付け、ホルダー上のロールボール又はロールコラムを正確な取付け位置へ調整することができるため、製作が容易で、正確に位置決めして組立てることができる、ウォームホイールの位置決め構造を提供することにある。
本発明のもう一つの目的は、微調整溝を介してロールアセンブリをホルダー溝内に調整した後、接着材料によりホルダー溝内にホルダーを予め硬化させてから、表面を洗浄して焼成して完全に硬化させることができるため、製作が容易で、位置決め精度が高い、ウォームホイールの位置決め構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の第１の形態によれば、ウォームホイールの位置決め構造であって、前記ウォームホイールは、ウォームスピンドルと噛合されるとともに、ウォームホイール本体と、複数のロールアセンブリと、接着材料とを含み、前記ウォームホイール本体は、外周面の周りに形成された複数のホルダー溝と、前記ホルダー溝それぞれの溝底に、前記ホルダー溝と連通する微調整溝と、を有し、前記ロールアセンブリは、前記ホルダー溝内に取付けられたホルダーと、転動可能にホルダー上に設置され、前記ウォームホイール本体の外周面から突出したロールボールと、前記ホルダー内に配設されて前記ロールボールに隣接する磁性体と、を有し、前記ホルダーの幅は、前記ホルダー溝の溝幅より小さく、両者間には間隙が形成され、前記接着材料は、前記間隙中に充填され、前記微調整溝を介して前記ロールアセンブリを前記ホルダー溝内の取付け位置に正確に調整してから、前記接着材料により前記ホルダーが前記ホルダー溝内に位置決めされることを特徴とするウォームホイールの位置決め構造が提供される。
【０００９】
前記ホルダーと前記ホルダー溝との間の間隙寸法は、１０〜３０μｍであることが好ましい。
【００１０】
前記接着材料は、紫外線接着剤を含む接着剤であることが好ましい。
【００１１】
前記接着材料は、紫外線ランプの光が前記ホルダーへ照射されて仮硬化された後、表面洗浄を行い、焼成されて完全に硬化し、前記ウォームホイール本体の前記ホルダー溝内に前記ロールアセンブリが確実に結合されることが好ましい。
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の第２の形態によれば、ウォームホイールの位置決め構造であって、前記ウォームホイールは、ウォームスピンドルと噛合されるとともに、ウォームホイール本体と、複数のロールアセンブリと、接着材料とを含み、前記ウォームホイール本体は、外周面に設けた複数のホルダー溝と、前記ホルダー溝それぞれの溝底に、前記ホルダー溝と連通する微調整溝と、を有し、前記ロールアセンブリは、前記ホルダー溝内に取付けられたホルダーと、前記ホルダー上に枢着され、前記ウォームホイール本体の外周面から突出したロールコラムと、を有し、前記ホルダーの幅は、前記ホルダー溝の溝幅より小さく、両者間には間隙が形成され、前記接着材料は、前記間隙中に充填され、微調整溝を介して前記ロールアセンブリを前記ホルダー溝内の取付け位置に正確に調整してから、前記接着材料により前記ホルダーが前記ホルダー溝内に位置決めされることを特徴とするウォームホイールの位置決め構造が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のウォームホイールの位置決め構造は、従来のロールボール／ロールコラム式駆動ウォームホイールの製造加工が容易でなく高コストである問題点を改善するために、型開方式により高精度のホルダー及びロールボールを製作し、ホルダーとロールボールとを組み合わせ、低収縮、耐潤滑油、高強度の接着材料がホルダー溝内に充填されるため、ロールアセンブリをホルダー溝に組み入れた後、微調整溝を介してロールアセンブリを調整してホルダー溝内の取付け位置に正確に位置決めし、接着材料にＵＶ光を照射してホルダーをホルダー溝内で予め固定してから表面を洗浄し、焼成の硬化を完全に行うことができるため、製作が容易で位置決め精度が高い。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態に係るウォームホイールの位置決め構造を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るウォームホイールの位置決め構造を示す平面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るウォームホイールの位置決め構造のローラを示す部分拡大図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係るウォームホイールの位置決め構造を示す斜視図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係るウォームホイールの位置決め構造のローラを示す部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、これによって本発明が限定されるものではない。
【００１６】
(第１実施形態)
図１及び図２を参照する。図１及び図２に示すように、本発明の第１実施形態に係るウォームホイールの位置決め構造のウォームホイール１は、ウォームスピンドル２と噛合し、各種機械構造を駆動する。ウォームホイール１は、ウォームホイール本体１０と、複数のロールアセンブリ２０と、接着材料３０（図３に図示）とを含む。
【００１７】
図３を参照する。図３に示すように、ウォームホイール本体１０は、外周面１１１の周りに設けた複数のホルダー溝１１と、各ホルダー溝１１の溝底１１２に設けられてホルダー溝１１と連通する微調整溝１２と、を有する。第１実施形態のホルダー溝１１は、上が広く下が狭い階段状であるため、加工及び製作が容易であり、ホルダー溝１１は、プレス成形又はブローチ加工される。
【００１８】
各ロールアセンブリ２０は、ホルダー溝１１内に取付けられたホルダー２１と、転動可能にホルダー２１上に配設され、ウォームホイール本体１０の外周面１１１から突出されたロールボール２２と、ホルダー２１内に配設されてロールボール２２に隣接する磁性体２３と、を有し、磁性体２３の強力な磁気吸引作用により、ロールボール２２が確実に吸着されるため、ロールボール２２がホルダー２１から外れることを防ぐ。また、ホルダー２１の幅は、ホルダー溝１１の溝幅より小さく、両者間には間隙４０が形成されている。また、ホルダー２１とホルダー溝１１との間の間隙４０の寸法は、約１０〜３０μｍであるため、ホルダー溝１１内にホルダー２１を都合良く直接挿入させることができる上、ホルダー溝１１内でホルダー２１を適宜な位置に維持し、裕度を調整することができる。また、各ロールアセンブリ２０の寸法の公差を低減させるために、各ロールアセンブリ２０は、型開方式により高精度のホルダー２１及びロールボール２２を製作し、磁性体２３はホルダー２１内に埋包される。
【００１９】
接着材料３０は、前述した間隙４０中に充填され、微調整溝１２を介して前述したロールアセンブリ２０を調整し、ホルダー溝１１内の取付け位置に正確に位置決めしてから、接着材料３０によりホルダー２１をホルダー溝１１内に位置決めする。第１実施形態の接着材料３０は、紫外線接着剤（ＵＶ接着剤）成分を含む複合接着剤でもよく、その材料特性から紫外線ランプを１〜５秒間照射して仮硬化を行うと、２０〜３０秒間で粘着が完了し、照射された後に強度が向上する。また、接着材料３０は、低収縮及び耐滑り性を兼備え、粘着後の強度が高くなる特性を有する。
【００２０】
第１実施形態のウォームホイールの位置決め構造の製作方式は、まず、ウォームホイール本体１０上に各ホルダー溝１１を加工して形成する。ホルダー溝１１の加工精度には高レベルは必要無く、ホルダー溝１１に粗加工を施して略大きめの寸法に間隙を調整してから接着材料３０をホルダー溝１１内へ注入し、その後、予めロールボール２２が組入れられたホルダー２１をホルダー溝１１内へ挿入し、ホルダー溝１１が微調整溝１２と連通する上、ホルダー２１とホルダー溝１１との間に間隙４０が残されるため、組立てを行う者は、オートメーション機器（図示せず）（例えば、ロボットアーム）を利用してホルダー溝１１内に挿入し、ホルダー２１に対して３軸方位の微調整を行って取付け、ホルダー２１上のロールボール２２を正確な取付け位置に調整した後、紫外線光を接着材料３０に照射し、ホルダー２１がホルダー溝１１上で予め硬化された後、表面に溢れ出た接着剤を除去し、最終的に焼成装置に送り込んで焼成すると接着材料３０が完全に硬化し、ウォームホイール本体１０のホルダー溝１１内にロールアセンブリ２０が確実に結合され、製作が容易で、位置決めを正確に行って組立てることができる。
【００２１】
ここで前述したホルダー２１に紫外線光を照射してホルダー溝１１内で硬化する方式は、その他レーザ溶接方式で行ってもよい。
【００２２】
（第２実施形態）
図４及び図５を参照する。図４及び図５に示すように、本発明の第２実施形態に係るウォームホイールの位置決め構造は、ウォームホイール１を含む。ウォームホイール１は、ウォームスピンドル２と噛合し、各種機械構造を駆動する。ウォームホイール１は、ウォームホイール本体１０と、複数のロールアセンブリ５０と、接着材料３０とを含む。第２実施形態のウォームホイール１のウォームホイール本体１０は、第１実施形態と同様にホルダー溝１１及び微調整溝１２を有するため、ここでは繰り返して述べない。各ロールアセンブリ５０は、ホルダー溝１１内に取付けたホルダー５１と、ホルダー５１上に枢着してウォームホイール本体１０の外周面１１１から突出されたロールコラム５２と、を有し、かつ、ホルダー５１の幅がホルダー溝１１の溝幅より小さく、両者間に間隙４０が形成される。第２実施形態において、ウォームホイール１のロールアセンブリ５０は、ロールコラムであり、その製作、使用方式及びそれにより得られる効果は前述の実施形態と同じであるため、ここでは繰り返して述べない。
【００２３】
上述したことから分かるように、ロールボール／ロールコラムの駆動構造は、ウォームホイール上に形成された高精度のロールボール（ロールコラム）孔溝を有し、間隔角度により製造が困難で、高コストとなってしまう問題点があった。本発明のウォームホイールの位置決め構造は、各ロールアセンブリ２０（５０）のロールボール２２（ロールコラム５２）及びホルダー２１（５１）を１μｍの精度になるまで自動化により精密に微調整を行ってから、硬化工程を行ってウォームホイール本体１０上に取り付けるため、ウォームホイール本体１０の部分には、高精度加工方式により各ホルダー溝１１を成形しなくとも、高精度で製作したロールアセンブリ２０（５０）を組み合わせ、加工精度が高いウォームホイール１を製作することができる。また、本発明は、ホルダー溝１１内部に微調整溝１２が形成されているため、ロールアセンブリ２０（５０）を正確な組立て位置へ精密な微調整を行うことができ、間隙４０を約１０〜３０μｍの範囲で調整し、各ロールアセンブリ２０（５０）を微調整してウォームホイール本体１０のホルダー溝１１上に固定し、ロールボール２２（ロールコラム５２）間の間隔角度の精度をさらに高めることができる。それ故、本発明は、ウォームホイールの加工精度と、ロールボールの精度公差との問題点を解決することができ、製作が容易で製作コストが低い上、スループットを高めることができるという長所を有する。
【００２４】
当該分野の技術を熟知するものが理解できるように、本発明の好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本発明を限定するものではない。本発明の主旨と領域を逸脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って、本発明の特許請求の範囲は、このような変更や修正を含めて広く解釈されるべきである。
【符号の説明】
【００２５】
１  ウォームホイール
２  ウォームスピンドル
１０  ウォームホイール本体
１１  ホルダー溝
１２  微調整溝
２０  ロールアセンブリ
２１  ホルダー
２２  ロールボール
２３  磁性体
３０  接着材料
４０  間隙
５０  ロールアセンブリ
５１  ホルダー
５２  ロールコラム
１１１  外周面
１１２  溝底
【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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