ウォームギア
【課題】ウォームギアにおいて、バックラッシに関連した不具合を従来技術よりも軽減する技術を提供する。
【解決手段】本発明に係るウォームギアは、回転可能に支持されていると共に外周に歯面を有するウォームと、前記ウォームとは方向が異なる回転軸を中心に回転可能に支持されていると共に前記ウォームの歯面と噛み合う歯面を外周に有するウォームホイールとを備え、前記ウォームホイールの歯には、潤滑剤を付着させるための溝が形成されている。従って、歯面に形成された溝によって潤滑剤が滑り落ちにくくなるので、ウォームギアにおいてバックラッシに関連した不具合を従来技術よりも軽減できる。
【解決手段】本発明に係るウォームギアは、回転可能に支持されていると共に外周に歯面を有するウォームと、前記ウォームとは方向が異なる回転軸を中心に回転可能に支持されていると共に前記ウォームの歯面と噛み合う歯面を外周に有するウォームホイールとを備え、前記ウォームホイールの歯には、潤滑剤を付着させるための溝が形成されている。従って、歯面に形成された溝によって潤滑剤が滑り落ちにくくなるので、ウォームギアにおいてバックラッシに関連した不具合を従来技術よりも軽減できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウォームギアに関する。特に本発明は、ウォームギアにおいてバックラッシ（Ｂａｃｋｌａｓｈ）に関連した不具合を軽減するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
出力側の歯車から入力側の歯車を逆回転させることができないセルフロック機能と、大きな減速比とを有する歯車機構として、ウォームギアが知られている（例えば、特許文献１参照）。ウォームギアとは、歯面を有するウォームと、これに噛み合う歯面を有するウォームホイールとで構成される回転運動の伝達機構のことである。
【０００３】
ウォームは、円柱状の回転体の側面に対して螺旋状且つ連続的に歯を切り込んだ形状である。ウォームは、軸受を備えたウォームベースに対して回転可能に取付けられる。ウォームの一方の軸端は、動力源であるモータの回転軸に連結され、ウォームギアの駆動力の入力側となる。一方、ウォームホイールは、円盤の側面に歯を所定間隔で並べた形状である。ウォームホイールは、回転軸を備え、この回転軸が軸受を介してウォームホイールベースに回転可能な状態で支持され、ウォームギアの駆動力の出力側となる。
【０００４】
ウォームを支持するウォームベースは、ウォームホイールベースに対して固定される。この場合、ウォームとウォームホイールとの軸間距離が一定で配置される。ここで、歯車の歯と歯が噛み合って回るときに、双方の歯車の歯が互いに接する点をピッチ点と呼び、ピッチ点では通常、転がり接触となる。また、一方の歯車の歯面と、他方の歯車の歯面との噛み合っている部分における、双方のピッチ点を含む歯面の隙間の幅をバックラッシという。
【０００５】
ウォームギアでは、ウォームやウォームホイールの偏芯や歯厚のバラツキ等により、使用中にバックラッシが増加して出力軸がガタつくことがあった。反対に、バックラッシが減少してギアがくい込んでしまい、動力モータに過負荷が加わることがあった。そこで従来、滑らかな回転が得られ、かつ、適正なバックラッシで最適な噛み合わせとなるように、ラッピングなどのすり合わせ作業や、ウォームとウォームホイールとの噛み合わせの調整、および、ウォームとウォームホイールとの軸間距離の調整を行っていた。
【０００６】
図１は、従来のウォームとウォームホイールの部分的平面模式図であり、ラッピング処理の説明図である。図１における斜線部分は、例えばウォーム１０の歯面１２とウォームホイール２０の歯面２２との間にラップ剤（図示せず）を入れることで、ラッピングを施した部分を示す。ラッピングを施した斜線部分では、互いの歯面において角張った部分や細かい凸凹がなくなり、両者の歯面がなじみ、滑らかな回転が得られるようになる。
【０００７】
図２は、従来のウォームとウォームホイールの平面模式図であり、軸間距離の調整に係る説明図である。図２に示すように、軸間距離Ｄは、一点鎖線で示すウォームシャフト１４の回転軸１６と、この回転軸１６に平行なウォームホイール２０の半径２６との距離である。従来技術では、最適な噛み合わせとなるように、この軸間距離Ｄを調整している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−９２９０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したラッピングや軸間距離の調整といった作業は、熟練を要し、作業に時間を要するものであった。また、軸間距離の調整は、調整範囲に限界があり、歯底当たり等の別な問題が生じる。さらに、ラッピング処理では、バックラッシをある程度小さくすることはできても、バックラッシを完全に除去することはできない。バックラッシをさらに小さくするには、ウォームの基準円と、ウォームホイールの基準円とが部分的に重なるように両者を互いに入れ込むことになるが、バックラッシが小さいほど別の問題が生じる。具体的には、双方の歯車の歯面同士の摩擦が大きくなって、焼付きが生じたり、磨耗が促進されて耐久性が低下するなどの不具合が生じ易くなる。
【００１０】
ウォームギアは、例えば、放射線治療装置において放射線の照射範囲を設定する多分割絞り装置などに用いられる。多分割絞り装置は、ウォームギアなどの回転機構によって例えば照射軸の周りに回転可能に構成され、従来製品においても、実用上は十分な精度と耐久性を有する。しかし、使用年数の経過に伴ってウォームギアのバックラッシが変化すると、放射線の照射位置の精度が若干低下するおそれがある。このため、ウォームギアを用いた回転運動の伝達機構において、バックラッシに関連した不具合をさらに軽減する技術が要望されていた。
【００１１】
そこで本発明は、ウォームギアにおいて、バックラッシに関連した不具合を従来技術よりも軽減する技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係るウォームギアは、回転可能に支持されていると共に外周に歯面を有するウォームと、前記ウォームとは方向が異なる回転軸を中心に回転可能に支持されていると共に前記ウォームの歯面と噛み合う歯面を外周に有するウォームホイールとを備え、前記ウォームの回転により前記ウォームホイール側に回転動力を伝達するものであって、前記ウォームホイールの歯には、潤滑剤を付着させるための溝が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、歯面に形成された溝によって従来構造よりも潤滑剤が滑り落ちにくくなるので、ウォームギアにおいてバックラッシに関連した不具合を従来技術よりも軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】従来のウォームとウォームホイールの部分的平面模式図であり、ラッピング処理の説明図。
【図２】従来のウォームとウォームホイールの平面模式図であり、軸間距離の調整に係る説明図。
【図３】本実施形態におけるウォームギアの斜視図。
【図４】図３のウォームにおける複リードウォーム機構を示す断面模式図。
【図５】図３のウォームホイールの歯の形状を示す拡大斜視図。
【図６】本実施形態の第１の変形例における歯の形状を示す拡大斜視図。
【図７】本実施形態の第２の変形例における歯の形状を示す拡大斜視図。
【図８】本実施形態の第３の変形例における歯の形状を示す拡大斜視図。
【図９】本実施形態の第４の変形例における歯の形状を示す拡大斜視図。
【図１０】本実施形態の第５の変形例における歯の形状を示す拡大斜視図。
【図１１】歯すじ方向に溝を形成した変形例における歯の形状を示す拡大斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。なお、各図において同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１６】
＜本実施形態のウォームギアの構造＞
図３は、本実施形態におけるウォームギア３０の斜視図である。ウォームギア３０は、図３に示すウォーム４０およびウォームホイール５０と、不図示のウォームベースおよびウォームホイールベースとを有する。本実施形態の主な特徴は、ウォームホイール５０の歯の形状と、ウォーム４０が複リードウォームとして形成されている点にある。このため、ウォーム４０を回転可能に支持するウォームベースや、ウォームホイール５０を回転可能に支持するウォームホイールベースといった従来技術と同様でよい部分については、図示および詳細な説明を省略する。
【００１７】
図３に示すように、ウォーム４０は、ウォームシャフト４１と、ウォームシャフト４１の一端側および他端側にそれぞれ設けられた軸受け部４２ａ、４２ｂと、螺旋状の歯面４３と、ウォーム調整機構４４ａ、４４ｂと、入力軸固定穴４５とを有する。
【００１８】
軸受け部４２ａ、４２ｂは、ウォーム４０をウォームベースの軸受けに固定するためのものである。なお、図中の点線の２つの直方体はそれぞれ、軸受け部４２ａ、４２ｂを含む最小の直方体であり、両者は同じサイズである。これら２つの直方体の対応する頂点間を結ぶ線が図３に示すウォーム調整方向であり、これは、ウォーム４０の回転軸の方向に等しい方向である。
【００１９】
入力軸固定穴４５は、例えば、動力源であるモータの回転軸に連結するためのものであり、ウォームギア３０の駆動力の入力側となる。歯面４３は、ウォームシャフト４１と同軸に形成された（ウォームシャフト４１より直径が大きい）円柱状の側面に対して、螺旋状且つ連続的に歯を切り込んだ形状である。
【００２０】
ウォーム調整機構４４ａ、４４ｂはそれぞれ、ウォームシャフト４１の一端側または他端側に設けられ、複数の固定ねじ４６を有する。図３は、ウォーム調整機構４４ａ、４４ｂにより、ウォーム４０における軸受け部４２ｂ側の歯面においてウォームホイール５０と噛み合うようにした状態（ウォーム調整方向に、軸受け部４２ａ側に歯面４３をよせた状態）を示す。
【００２１】
ウォームホイール５０は、軸受け部５１と、軸受け部５１内に設けられた出力軸固定穴５２と、外周に歯５４を所定間隔で並べた略円盤状の回転体５６とを有する。軸受け部５１は、ウォームホイール５０をウォームホイールベースの軸受けに対して固定するためのものである。出力軸固定穴５２は、ウォームホイール５０を出力先の回転軸に連結するためのものである。
【００２２】
ウォームホイール５０の歯５４の歯面およびウォーム４０の歯面４３には、不図示の潤滑剤が塗布されいる。そして、ウォームホイール５０の各歯５４には、その歯面の先端の中央部から歯たけ方向に、潤滑剤を付着させるための溝５８が１つずつ形成されている。溝５８の詳細については、後述の図５を用いて説明する。なお、歯面を含むウォーム４０およびウォームホイール５０の外周部は、例えば、従来技術で用いられている真鍮系の耐摩耗性の合金を用いて形成すればよい。
【００２３】
図４は、ウォーム４０の歯の断面模式図であり、複リードウォーム機構の説明図である。図４における各々の歯において、右側の歯面（Ａ歯面）と、左側の歯面（Ｂ歯面）とは、歯たけ方向（後述の図５参照）に対する傾き角度の大きさが等しい。Ａ歯面の歯たけ方向に対する傾き角度も、Ｂ歯面の歯たけ方向に対する傾き角度も、各々の歯を通して等しい。これは、ウォーム４０の回転方向が正転になる場合と、反転する場合とに対応するためである。
【００２４】
図４における一点鎖線の直線は、基準円の位置に対応する。この一点鎖線と各Ａ歯面との交点同士の幅がＡ歯面リードＬＡに対応し、この一点鎖線と各Ｂ歯面との交点同士の幅がＢ歯面リードＬＢに対応する。そして、複リードウォーム機構では、Ｂ歯面リードＬＢの方が、Ａ歯面リードＬＡよりも大きい。さらに、図４の例では、図の右側の歯ほど、歯厚が薄くなり、隣の歯との隙間の幅が大きくなる。従って、図４の例では、ウォームホイール５０とウォーム４０との歯の噛み合う部分を図の右側の歯にするほど、バックラッシが大きくなる。
【００２５】
なお、具体的なバックラッシの調整作業としては、まず、図３において、両側のウォーム調整機構４４ａ、４４ｂにおける各固定ねじ４６を回して緩め、ウォームシャフト４１をウォーム調整方向に移動可能にする。次に、ウォームシャフト４１をウォーム調整方向に移動させ、所望のバックラッシとなるように、ウォーム４０とウォームホイール５０との噛み合う部分の位置を調整する。このとき、ウォームホイール５０とウォーム４０とが噛み合っているので、ウォーム４０を回転させながら、ウォームシャフト４１をウォーム調整方向に移動させることになる。この後、固定ねじ４６を締めることで、ウォームシャフト４１がウォーム調整方向には移動しないようにすればよい。
【００２６】
図５は、図３におけるウォームホイール５０の各々の歯５４の形状を示す拡大斜視図である。ここで、歯厚方向、歯すじ方向、歯たけ方向について、図５に示すように定義する。まず、歯すじ方向は、ウォームホイール５０の回転の中心軸方向（図３に示すウォームホイール５０の回転体５６の厚さ方向）であり、歯幅は、歯すじ方向における歯５４の幅である。また、歯たけ方向は、ウォームホイール５０の回転軸から、歯５４の先端面の中心に向かう方向であり、歯たけは、歯たけ方向に沿った歯の根元から先端面までの長さである。また、歯厚方向は、歯すじ方向に垂直、且つ、歯たけ方向に垂直な方向である。
【００２７】
歯５４に形成された溝５８の幅Ｘは、歯すじ方向における溝５８の幅であり、溝５８の深さＹは、歯５４の先端面から溝５８の底面までの深さである（後述の各変形例においても同様）。図５の例では、溝５８が歯の両側の摩擦面（図４のＡ歯面およびＢ歯面に相当するピッチ点を含む面）を貫通しているため、溝５８の深さ方向は、歯たけ方向に一致する（後述の図７や図８の変形例では一致しない）。そして、溝５８の位置および延在方向は、本実施形態のように歯幅の中央において、歯厚方向に沿って形成することが望ましい。溝５８の位置が歯すじ方向の一方に偏ると、溝５８が形成された側において歯５４の強度が下がるからである。また、溝５８は、本実施形態のように、その深さ方向が歯たけ方向に一致するように形成することが望ましい。即ち、溝５８の両側において歯５４の強度が均一になるように溝５８を形成することが望ましい。
【００２８】
溝５８の幅Ｘの上限値は、例えば、歯５４の歯幅の１５％以下であり、且つ、０．５ミリメートル以下であることが望ましい。より望ましくは、溝５８の幅Ｘの上限値は、歯幅の５％以下であることが望ましい。溝５８の幅が広すぎると、歯５４の強度が下がるからである。従って、ウォームホイール５０のサイズが大きくても、溝５８の幅Ｘを０．５ミリメートルより広げる必要性はない。
【００２９】
溝５８の幅Ｘの下限値は、溝５８の中に潤滑剤が溜まり易い程度あることが望ましく、例えば、設置場所の温度（例えば、約３００ケルビン）における、潤滑剤の膜厚の５倍以上であることが望ましい。例えば、設置場所の温度における膜厚が０．１ミクロンの油を潤滑剤として使用する場合、溝５８の幅Ｘの下限値は、０．５ミクロン以上とすればよい。なお、膜厚の数倍のオーダーの薄さの溝の形成が加工精度の観点から困難である場合、溝５８の幅Ｘの下限値は、加工精度上、最も薄くできる値と考えてもよい。従って、溝５８を細くするための加工精度上の制約がある場合、一例として、歯幅約５ミリメートルに対する溝５８の幅Ｘは、例えば０．１〜０．５ミリメートルとすればよい。
【００３０】
潤滑剤としては、例えば油のように常温（例えば３００ケルビン）において液体状のものや、グリスなどを用いることができる。なお、潤滑剤は、これらに限定されるものではなく、例えば、常温においてゾル状のもの、粉末状のもの、ゲル状のもの、或いは、粘性のものであってもよい。
【００３１】
溝５８の深さＹは、歯たけの１００％の深さにする必要性はない。これは、通常の動作状態では、ウォームホイール５０の歯５４の根元までウォーム４０の歯面４３が噛み合うことはないので、必ずしも、歯５４の根元まで潤滑剤がゆきわたるようにする必要性はないからである。しかし、ピッチ点に常に潤滑剤がゆきわたるようにするためには、溝５８の深さＹは、歯たけの５０％以上であることが望ましい。より望ましくは、溝５８の深さＹは、例えば歯たけの７０〜８０％であることが望ましい。
【００３２】
なお、ピッチ点を含む歯５４の歯面に対しては通常、滑らかな回転が得られるようにラッピングなどのすり合わせ作業が行われるが、溝５８の内面に対しては、その必要性はない。溝５８の内面は、潤滑剤が留まり易くするため、滑らかであるよりも、ざらざらしている方が望ましい。以上が本実施形態のウォームギア３０の構造に関する説明である。
【００３３】
＜本実施形態と従来技術との違い＞
ウォームギアは、使用前の調整として、滑らかな回転が得られるようにラッピングなどのすり合わせ作業が行われるため、通常、互いの擦れ合う歯面において角張った部分や細かい凸凹はない。仮にそのような調整が行われなくとも、使用による歯面と歯面の摩擦によって歯面の凸部はなくなり、歯面は次第に滑らかになる。従って、通常の使用状態における従来のウォームギアは、溝がないので歯面が滑らかである。
【００３４】
このため、従来のウォームギアでは、潤滑剤を入れても歯厚方向の両側に潤滑剤が逃げてしまうか、重力によって潤滑剤が歯面を滑り落ちてしまい、ウォームやウォームホイールに潤滑剤が溜まりにくかった。従って、従来技術では、モジュール１．５以下のウォームギアを製造しても、実用上、十分な耐久性および歯車間の伝達精度を有するものにはできなかった。ここで、モジュールとは、［基準円の直径（単位はミリメートル）］÷（歯数）、で与えられる。
【００３５】
一方、本実施形態のように溝５８があると、溝５８の内面に潤滑剤が留まり易くなるため、歯厚方向の両側に潤滑剤が逃げてしまう、重力で潤滑剤が歯面を滑り落ちる、といったことは殆どない。本実施形態では、動作状態から停止状態になってウォームホイール５０の温度が下がると、油などの潤滑剤は、流動性が低くなって溝５８の内面上に付着した状態となる。そして、再びウォームギア３０を駆動させると、ウォーム４０とウォームホイール５０との摩擦熱により温度が上昇し、これに伴って潤滑剤は、流動性が高くなって溶け出すように湧き出してくる。従って、ウォームギア３０の動作時において、ウォーム４０とウォームホイール５０の互いに擦れ合う面は、潤滑剤によって保護される。
【００３６】
このため、本実施形態のウォームギア３０では、磨耗の促進が防止される。即ち、従来技術では、使用年数の経過に伴って歯面が磨耗することで、バックラッシが変化する問題があったが、本実施形態ではバックラッシは殆どが変化しない。また、ウォーム４０とウォームホイール５０の互いに擦れ合う面は、常に潤滑剤によって保護された状態となるので、焼付きのおそれもない。従って、本実施形態のウォームギア３０では、耐久性が大いに向上する。即ち、メンテナンスの手間も軽減され、メンテナンスフリーに近い状態となる。この結果、本実施形態のように適正な幅および深さの溝５８を形成した構造であれば、モジュール１．５以下のウォームギアを製造しても、十分な耐久性および歯車間の伝達精度が得られる。
【００３７】
さらに、本実施形態ではウォーム４０が複リードウォームとして形成されている。このため、ウォームギア３０の使用前の調整などにおいて、所望のバックラッシが得られるように、バックラッシを極めて容易に調整することができる。以上が本実施形態の基本形の説明であり、以下、本実施形態と同様の効果が得られる各変形例について説明する。なお、以下の各変形例と上記基本形との違いは、個々の歯の形状（溝の形状）のみであるため、ウォームギアの全体図については、図３と同様であるので省略する。
【００３８】
＜本実施形態の第１の変形例＞
図６は、本実施形態の第１の変形例における歯の形状を示す拡大斜視図である。上述の例では、各々の歯５４に対して溝５８を１つずつ形成する例を述べたが、図６に示すように、各々の歯５４ａに２つの溝５８ａを形成してもよい。ここで、２つの溝５８ａの位置は、歯すじ方向に歯５４ａを３等分する位置であることが望ましく、図６の例では、そのように形成されている。前述のように、溝で分断された歯の各々の先端の強度が均一になるように溝を形成することが望ましいからである。
【００３９】
なお、溝の数は、３つ以上であってもよい。但し、図６の例では、歯厚方向に歯を貫通する形状の溝５８ａであるため、溝の数が多いほど、潤滑剤は溜まり易くなるものの、歯５４ａの強度が下がる。従って、溝の数は、所定の耐久性が得られる程度に潤滑剤を留めることができる範囲で、最小限であることが望ましい。
【００４０】
＜本実施形態の第２の変形例＞
図７は、本実施形態の第２の変形例における歯の形状を示す拡大斜視図である。溝は、図５や図６に示す例のように歯の先端面を分断するように形成する必要はなく、図７に示すように、歯厚方向に歯を貫通しない奥行きＺで形成してもよい。ここで、奥行きＺは、歯厚方向における溝５８ｂの深さである。図７は、歯５４ｂの一方および他方の摩擦面にそれぞれ１つずつ溝５８ｂを形成した例を示す。ここでも歯５４ｂの強度の均一性の観点から、２つの溝５８ｂの位置は、歯すじ方向に歯５４ｂを２等分する位置であることが望ましく、図７の例では、そのように形成されている。
【００４１】
＜本実施形態の第３の変形例＞
図８は、本実施形態の第３の変形例における歯の形状を示す拡大斜視図である。歯厚方向に歯を貫通しない奥行きＺで溝を形成する場合、溝の数は、歯の双方の摩擦面に１つずつに限定されるものではなく、双方の摩擦面にそれぞれ複数の溝を形成してもよい。図８は、歯５４ｃの双方の摩擦面にそれぞれ２つずつ溝５８ｃを形成した例を示す。ここでも歯５４ｂの強度の均一性の観点から、４つの溝５８ｃの位置は、歯すじ方向に歯５４ｃを３等分する位置であることが望ましく、図８の例では、そのように形成されている。
【００４２】
＜本実施形態の第４の変形例＞
図９は、本実施形態の第４の変形例における歯の形状を示す拡大斜視図である。第４の変形例は、歯５４ｄの溝５８ｄの底面の中央に、深さ方向が例えば歯たけ方向に一致するように円筒状の穴６０を形成したものである。穴６０以外の点は、図５に示す本実施形態の基本形と同じである。穴６０があることにより、潤滑剤がさらに留まりやすくなり、ウォームギアの耐久性はさらに向上する。穴の開口の断面の直径は、潤滑剤が留まりやすく、且つ、湧き出しやすい程度であることが望ましい。従って、穴の開口の断面の直径の下限値は、例えば、常温における潤滑剤の膜厚の１０倍である（次の第５の変形例についても同様）。また、穴の開口の断面の直径の上限値は、溝５８ｄの幅Ｘである。
【００４３】
図６に示すように歯厚方向に歯を貫通する複数の溝を形成する場合にも、全て、或いは、いずれかの溝５８ａの底面に穴を形成してもよい（図示せず）。図９や図６の各場合において、穴の数は、各々の溝に対して１つずつに限定されるものではなく、１つの溝の底面に複数の穴を形成してもよい。また、穴の形状は、図９に示す円筒状に限定されるものではなく、例えば、溝の底面において開口した円錐形状であってもよい。
【００４４】
＜本実施形態の第５の変形例＞
図１０は、本実施形態の第５の変形例における歯の形状を示す拡大斜視図である。第５の変形例は、歯５４ｅの一方および他方の摩擦面に１つずつ形成された溝５８ｅを歯厚方向に連結する円筒状の穴６０ｅを形成したものであり、穴６０ｅ以外の点は図７に示す第２の変形例と同様である。この場合も、穴６０ｅがあることにより、潤滑剤がさらに留まりやすくなる。また、穴６０ｅの形状は、図１０に示す円筒状に限定されるものではなく、例えば、直方体状であってもよい。なお、以上の第１〜第５の変形例において、溝５８ａ〜５８ｅの幅Ｘの上限値および下限値と、深さＹについては、図５に示す本実施形態の基本形と同様に考えればよい。
【００４５】
＜本実施形態の補足事項＞
［１］本実施形態の基本形および各変形例によれば、バックラッシによる焼付きの問題は解消されるが、さらなる耐久性の向上のため、ウォーム４０の外周部（入力側の歯）と、ウォームホイール５０の外周部（出力側の歯）は、それぞれ異なる金属材料で構成する方が望ましい。異種の金属間よりも、同種の金属間の方が融着して焼付きが生じ易いからである。
【００４６】
［２］潤滑剤の留まりを向上させるための溝は、本実施形態のようにウォームホイール５０側に形成することが望ましい。ウォーム４０側は、基準側となる回転軸であるので、ウォームギアの伝達精度の観点から、溝を形成しない方が望ましいからである。
【００４７】
［３］図１１は、歯すじ方向に溝５８ｆを形成した変形例に係る歯５４ｆの形状を示す拡大斜視図である。この場合も潤滑剤の留まりは向上するので、本発明の技術思想に含まれる。しかし、溝の延在方向は、歯すじ方向から傾けることが望ましく、より望ましくは、本実施形態の基本形および各変形例のように、ウォームホイール５０の回転面に平行であるとよい。
【００４８】
具体的には、ウォームホイール５０の回転面に平行な溝、或いは、歯すじ方向に対して斜めの溝であれば、ピッチ点がどこになろうとも、全てのピッチ点の領域が溝に含まれることはない。歯すじ方向に沿った溝は、ピッチ点を含む歯面を大きく崩すので、歯車の噛み合わせ上、あまり好ましくない。従って、図１１のように歯すじ方向に溝５８ｆを形成する場合、複リードウォームによる調整等により、ピッチ点が溝５８ｆの位置とは一致しないようにすることが望ましい。
【００４９】
［４］潤滑剤を溜める（付着させる）ための溝を歯車の歯に形成する本発明の技術思想は、ウォームギア以外の歯車にも適用可能であるが、特に、入力側と出力側の双方の歯面が常に接している構造のもの（例えば、はすば歯車やこれに類似するウォームギア）に有効である。一方の歯車に形成された溝に溜まった潤滑剤が、双方の歯車が常に接していることで、他方の歯車にもゆきわたるからである。
【符号の説明】
【００５０】
１０ ウォーム
１２ 歯面
１４ ウォームシャフト
１６ ウォームシャフトの回転軸
２０ ウォームホイール
２２ 歯面
２６ ウォームホイールの半径
３０ ウォームギア
４０ ウォーム
４１ ウォームシャフト
４２ａ、４２ｂ 軸受け部
４３ 歯面
４４ａ、４４ｂ ウォーム調整機構
４５ 入力軸固定穴
４６ 固定ねじ
５０ ウォームホイール
５１ 軸受け部
５２ 出力軸固定穴
５４、５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄ、５４ｅ、５４ｆ 歯
５６ 回転体
５８、５８ａ、５８ｂ、５８ｃ、５８ｄ、５８ｅ、５８ｆ 溝
６０、６０ｅ 穴
Ｄ 軸間距離
Ｘ 溝の幅
Ｙ 溝の深さ
Ｚ 溝の奥行き
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウォームギアに関する。特に本発明は、ウォームギアにおいてバックラッシ（Ｂａｃｋｌａｓｈ）に関連した不具合を軽減するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
出力側の歯車から入力側の歯車を逆回転させることができないセルフロック機能と、大きな減速比とを有する歯車機構として、ウォームギアが知られている（例えば、特許文献１参照）。ウォームギアとは、歯面を有するウォームと、これに噛み合う歯面を有するウォームホイールとで構成される回転運動の伝達機構のことである。
【０００３】
ウォームは、円柱状の回転体の側面に対して螺旋状且つ連続的に歯を切り込んだ形状である。ウォームは、軸受を備えたウォームベースに対して回転可能に取付けられる。ウォームの一方の軸端は、動力源であるモータの回転軸に連結され、ウォームギアの駆動力の入力側となる。一方、ウォームホイールは、円盤の側面に歯を所定間隔で並べた形状である。ウォームホイールは、回転軸を備え、この回転軸が軸受を介してウォームホイールベースに回転可能な状態で支持され、ウォームギアの駆動力の出力側となる。
【０００４】
ウォームを支持するウォームベースは、ウォームホイールベースに対して固定される。この場合、ウォームとウォームホイールとの軸間距離が一定で配置される。ここで、歯車の歯と歯が噛み合って回るときに、双方の歯車の歯が互いに接する点をピッチ点と呼び、ピッチ点では通常、転がり接触となる。また、一方の歯車の歯面と、他方の歯車の歯面との噛み合っている部分における、双方のピッチ点を含む歯面の隙間の幅をバックラッシという。
【０００５】
ウォームギアでは、ウォームやウォームホイールの偏芯や歯厚のバラツキ等により、使用中にバックラッシが増加して出力軸がガタつくことがあった。反対に、バックラッシが減少してギアがくい込んでしまい、動力モータに過負荷が加わることがあった。そこで従来、滑らかな回転が得られ、かつ、適正なバックラッシで最適な噛み合わせとなるように、ラッピングなどのすり合わせ作業や、ウォームとウォームホイールとの噛み合わせの調整、および、ウォームとウォームホイールとの軸間距離の調整を行っていた。
【０００６】
図１は、従来のウォームとウォームホイールの部分的平面模式図であり、ラッピング処理の説明図である。図１における斜線部分は、例えばウォーム１０の歯面１２とウォームホイール２０の歯面２２との間にラップ剤（図示せず）を入れることで、ラッピングを施した部分を示す。ラッピングを施した斜線部分では、互いの歯面において角張った部分や細かい凸凹がなくなり、両者の歯面がなじみ、滑らかな回転が得られるようになる。
【０００７】
図２は、従来のウォームとウォームホイールの平面模式図であり、軸間距離の調整に係る説明図である。図２に示すように、軸間距離Ｄは、一点鎖線で示すウォームシャフト１４の回転軸１６と、この回転軸１６に平行なウォームホイール２０の半径２６との距離である。従来技術では、最適な噛み合わせとなるように、この軸間距離Ｄを調整している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−９２９０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したラッピングや軸間距離の調整といった作業は、熟練を要し、作業に時間を要するものであった。また、軸間距離の調整は、調整範囲に限界があり、歯底当たり等の別な問題が生じる。さらに、ラッピング処理では、バックラッシをある程度小さくすることはできても、バックラッシを完全に除去することはできない。バックラッシをさらに小さくするには、ウォームの基準円と、ウォームホイールの基準円とが部分的に重なるように両者を互いに入れ込むことになるが、バックラッシが小さいほど別の問題が生じる。具体的には、双方の歯車の歯面同士の摩擦が大きくなって、焼付きが生じたり、磨耗が促進されて耐久性が低下するなどの不具合が生じ易くなる。
【００１０】
ウォームギアは、例えば、放射線治療装置において放射線の照射範囲を設定する多分割絞り装置などに用いられる。多分割絞り装置は、ウォームギアなどの回転機構によって例えば照射軸の周りに回転可能に構成され、従来製品においても、実用上は十分な精度と耐久性を有する。しかし、使用年数の経過に伴ってウォームギアのバックラッシが変化すると、放射線の照射位置の精度が若干低下するおそれがある。このため、ウォームギアを用いた回転運動の伝達機構において、バックラッシに関連した不具合をさらに軽減する技術が要望されていた。
【００１１】
そこで本発明は、ウォームギアにおいて、バックラッシに関連した不具合を従来技術よりも軽減する技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係るウォームギアは、回転可能に支持されていると共に外周に歯面を有するウォームと、前記ウォームとは方向が異なる回転軸を中心に回転可能に支持されていると共に前記ウォームの歯面と噛み合う歯面を外周に有するウォームホイールとを備え、前記ウォームの回転により前記ウォームホイール側に回転動力を伝達するものであって、前記ウォームホイールの歯には、潤滑剤を付着させるための溝が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、歯面に形成された溝によって従来構造よりも潤滑剤が滑り落ちにくくなるので、ウォームギアにおいてバックラッシに関連した不具合を従来技術よりも軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】従来のウォームとウォームホイールの部分的平面模式図であり、ラッピング処理の説明図。
【図２】従来のウォームとウォームホイールの平面模式図であり、軸間距離の調整に係る説明図。
【図３】本実施形態におけるウォームギアの斜視図。
【図４】図３のウォームにおける複リードウォーム機構を示す断面模式図。
【図５】図３のウォームホイールの歯の形状を示す拡大斜視図。
【図６】本実施形態の第１の変形例における歯の形状を示す拡大斜視図。
【図７】本実施形態の第２の変形例における歯の形状を示す拡大斜視図。
【図８】本実施形態の第３の変形例における歯の形状を示す拡大斜視図。
【図９】本実施形態の第４の変形例における歯の形状を示す拡大斜視図。
【図１０】本実施形態の第５の変形例における歯の形状を示す拡大斜視図。
【図１１】歯すじ方向に溝を形成した変形例における歯の形状を示す拡大斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。なお、各図において同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１６】
＜本実施形態のウォームギアの構造＞
図３は、本実施形態におけるウォームギア３０の斜視図である。ウォームギア３０は、図３に示すウォーム４０およびウォームホイール５０と、不図示のウォームベースおよびウォームホイールベースとを有する。本実施形態の主な特徴は、ウォームホイール５０の歯の形状と、ウォーム４０が複リードウォームとして形成されている点にある。このため、ウォーム４０を回転可能に支持するウォームベースや、ウォームホイール５０を回転可能に支持するウォームホイールベースといった従来技術と同様でよい部分については、図示および詳細な説明を省略する。
【００１７】
図３に示すように、ウォーム４０は、ウォームシャフト４１と、ウォームシャフト４１の一端側および他端側にそれぞれ設けられた軸受け部４２ａ、４２ｂと、螺旋状の歯面４３と、ウォーム調整機構４４ａ、４４ｂと、入力軸固定穴４５とを有する。
【００１８】
軸受け部４２ａ、４２ｂは、ウォーム４０をウォームベースの軸受けに固定するためのものである。なお、図中の点線の２つの直方体はそれぞれ、軸受け部４２ａ、４２ｂを含む最小の直方体であり、両者は同じサイズである。これら２つの直方体の対応する頂点間を結ぶ線が図３に示すウォーム調整方向であり、これは、ウォーム４０の回転軸の方向に等しい方向である。
【００１９】
入力軸固定穴４５は、例えば、動力源であるモータの回転軸に連結するためのものであり、ウォームギア３０の駆動力の入力側となる。歯面４３は、ウォームシャフト４１と同軸に形成された（ウォームシャフト４１より直径が大きい）円柱状の側面に対して、螺旋状且つ連続的に歯を切り込んだ形状である。
【００２０】
ウォーム調整機構４４ａ、４４ｂはそれぞれ、ウォームシャフト４１の一端側または他端側に設けられ、複数の固定ねじ４６を有する。図３は、ウォーム調整機構４４ａ、４４ｂにより、ウォーム４０における軸受け部４２ｂ側の歯面においてウォームホイール５０と噛み合うようにした状態（ウォーム調整方向に、軸受け部４２ａ側に歯面４３をよせた状態）を示す。
【００２１】
ウォームホイール５０は、軸受け部５１と、軸受け部５１内に設けられた出力軸固定穴５２と、外周に歯５４を所定間隔で並べた略円盤状の回転体５６とを有する。軸受け部５１は、ウォームホイール５０をウォームホイールベースの軸受けに対して固定するためのものである。出力軸固定穴５２は、ウォームホイール５０を出力先の回転軸に連結するためのものである。
【００２２】
ウォームホイール５０の歯５４の歯面およびウォーム４０の歯面４３には、不図示の潤滑剤が塗布されいる。そして、ウォームホイール５０の各歯５４には、その歯面の先端の中央部から歯たけ方向に、潤滑剤を付着させるための溝５８が１つずつ形成されている。溝５８の詳細については、後述の図５を用いて説明する。なお、歯面を含むウォーム４０およびウォームホイール５０の外周部は、例えば、従来技術で用いられている真鍮系の耐摩耗性の合金を用いて形成すればよい。
【００２３】
図４は、ウォーム４０の歯の断面模式図であり、複リードウォーム機構の説明図である。図４における各々の歯において、右側の歯面（Ａ歯面）と、左側の歯面（Ｂ歯面）とは、歯たけ方向（後述の図５参照）に対する傾き角度の大きさが等しい。Ａ歯面の歯たけ方向に対する傾き角度も、Ｂ歯面の歯たけ方向に対する傾き角度も、各々の歯を通して等しい。これは、ウォーム４０の回転方向が正転になる場合と、反転する場合とに対応するためである。
【００２４】
図４における一点鎖線の直線は、基準円の位置に対応する。この一点鎖線と各Ａ歯面との交点同士の幅がＡ歯面リードＬＡに対応し、この一点鎖線と各Ｂ歯面との交点同士の幅がＢ歯面リードＬＢに対応する。そして、複リードウォーム機構では、Ｂ歯面リードＬＢの方が、Ａ歯面リードＬＡよりも大きい。さらに、図４の例では、図の右側の歯ほど、歯厚が薄くなり、隣の歯との隙間の幅が大きくなる。従って、図４の例では、ウォームホイール５０とウォーム４０との歯の噛み合う部分を図の右側の歯にするほど、バックラッシが大きくなる。
【００２５】
なお、具体的なバックラッシの調整作業としては、まず、図３において、両側のウォーム調整機構４４ａ、４４ｂにおける各固定ねじ４６を回して緩め、ウォームシャフト４１をウォーム調整方向に移動可能にする。次に、ウォームシャフト４１をウォーム調整方向に移動させ、所望のバックラッシとなるように、ウォーム４０とウォームホイール５０との噛み合う部分の位置を調整する。このとき、ウォームホイール５０とウォーム４０とが噛み合っているので、ウォーム４０を回転させながら、ウォームシャフト４１をウォーム調整方向に移動させることになる。この後、固定ねじ４６を締めることで、ウォームシャフト４１がウォーム調整方向には移動しないようにすればよい。
【００２６】
図５は、図３におけるウォームホイール５０の各々の歯５４の形状を示す拡大斜視図である。ここで、歯厚方向、歯すじ方向、歯たけ方向について、図５に示すように定義する。まず、歯すじ方向は、ウォームホイール５０の回転の中心軸方向（図３に示すウォームホイール５０の回転体５６の厚さ方向）であり、歯幅は、歯すじ方向における歯５４の幅である。また、歯たけ方向は、ウォームホイール５０の回転軸から、歯５４の先端面の中心に向かう方向であり、歯たけは、歯たけ方向に沿った歯の根元から先端面までの長さである。また、歯厚方向は、歯すじ方向に垂直、且つ、歯たけ方向に垂直な方向である。
【００２７】
歯５４に形成された溝５８の幅Ｘは、歯すじ方向における溝５８の幅であり、溝５８の深さＹは、歯５４の先端面から溝５８の底面までの深さである（後述の各変形例においても同様）。図５の例では、溝５８が歯の両側の摩擦面（図４のＡ歯面およびＢ歯面に相当するピッチ点を含む面）を貫通しているため、溝５８の深さ方向は、歯たけ方向に一致する（後述の図７や図８の変形例では一致しない）。そして、溝５８の位置および延在方向は、本実施形態のように歯幅の中央において、歯厚方向に沿って形成することが望ましい。溝５８の位置が歯すじ方向の一方に偏ると、溝５８が形成された側において歯５４の強度が下がるからである。また、溝５８は、本実施形態のように、その深さ方向が歯たけ方向に一致するように形成することが望ましい。即ち、溝５８の両側において歯５４の強度が均一になるように溝５８を形成することが望ましい。
【００２８】
溝５８の幅Ｘの上限値は、例えば、歯５４の歯幅の１５％以下であり、且つ、０．５ミリメートル以下であることが望ましい。より望ましくは、溝５８の幅Ｘの上限値は、歯幅の５％以下であることが望ましい。溝５８の幅が広すぎると、歯５４の強度が下がるからである。従って、ウォームホイール５０のサイズが大きくても、溝５８の幅Ｘを０．５ミリメートルより広げる必要性はない。
【００２９】
溝５８の幅Ｘの下限値は、溝５８の中に潤滑剤が溜まり易い程度あることが望ましく、例えば、設置場所の温度（例えば、約３００ケルビン）における、潤滑剤の膜厚の５倍以上であることが望ましい。例えば、設置場所の温度における膜厚が０．１ミクロンの油を潤滑剤として使用する場合、溝５８の幅Ｘの下限値は、０．５ミクロン以上とすればよい。なお、膜厚の数倍のオーダーの薄さの溝の形成が加工精度の観点から困難である場合、溝５８の幅Ｘの下限値は、加工精度上、最も薄くできる値と考えてもよい。従って、溝５８を細くするための加工精度上の制約がある場合、一例として、歯幅約５ミリメートルに対する溝５８の幅Ｘは、例えば０．１〜０．５ミリメートルとすればよい。
【００３０】
潤滑剤としては、例えば油のように常温（例えば３００ケルビン）において液体状のものや、グリスなどを用いることができる。なお、潤滑剤は、これらに限定されるものではなく、例えば、常温においてゾル状のもの、粉末状のもの、ゲル状のもの、或いは、粘性のものであってもよい。
【００３１】
溝５８の深さＹは、歯たけの１００％の深さにする必要性はない。これは、通常の動作状態では、ウォームホイール５０の歯５４の根元までウォーム４０の歯面４３が噛み合うことはないので、必ずしも、歯５４の根元まで潤滑剤がゆきわたるようにする必要性はないからである。しかし、ピッチ点に常に潤滑剤がゆきわたるようにするためには、溝５８の深さＹは、歯たけの５０％以上であることが望ましい。より望ましくは、溝５８の深さＹは、例えば歯たけの７０〜８０％であることが望ましい。
【００３２】
なお、ピッチ点を含む歯５４の歯面に対しては通常、滑らかな回転が得られるようにラッピングなどのすり合わせ作業が行われるが、溝５８の内面に対しては、その必要性はない。溝５８の内面は、潤滑剤が留まり易くするため、滑らかであるよりも、ざらざらしている方が望ましい。以上が本実施形態のウォームギア３０の構造に関する説明である。
【００３３】
＜本実施形態と従来技術との違い＞
ウォームギアは、使用前の調整として、滑らかな回転が得られるようにラッピングなどのすり合わせ作業が行われるため、通常、互いの擦れ合う歯面において角張った部分や細かい凸凹はない。仮にそのような調整が行われなくとも、使用による歯面と歯面の摩擦によって歯面の凸部はなくなり、歯面は次第に滑らかになる。従って、通常の使用状態における従来のウォームギアは、溝がないので歯面が滑らかである。
【００３４】
このため、従来のウォームギアでは、潤滑剤を入れても歯厚方向の両側に潤滑剤が逃げてしまうか、重力によって潤滑剤が歯面を滑り落ちてしまい、ウォームやウォームホイールに潤滑剤が溜まりにくかった。従って、従来技術では、モジュール１．５以下のウォームギアを製造しても、実用上、十分な耐久性および歯車間の伝達精度を有するものにはできなかった。ここで、モジュールとは、［基準円の直径（単位はミリメートル）］÷（歯数）、で与えられる。
【００３５】
一方、本実施形態のように溝５８があると、溝５８の内面に潤滑剤が留まり易くなるため、歯厚方向の両側に潤滑剤が逃げてしまう、重力で潤滑剤が歯面を滑り落ちる、といったことは殆どない。本実施形態では、動作状態から停止状態になってウォームホイール５０の温度が下がると、油などの潤滑剤は、流動性が低くなって溝５８の内面上に付着した状態となる。そして、再びウォームギア３０を駆動させると、ウォーム４０とウォームホイール５０との摩擦熱により温度が上昇し、これに伴って潤滑剤は、流動性が高くなって溶け出すように湧き出してくる。従って、ウォームギア３０の動作時において、ウォーム４０とウォームホイール５０の互いに擦れ合う面は、潤滑剤によって保護される。
【００３６】
このため、本実施形態のウォームギア３０では、磨耗の促進が防止される。即ち、従来技術では、使用年数の経過に伴って歯面が磨耗することで、バックラッシが変化する問題があったが、本実施形態ではバックラッシは殆どが変化しない。また、ウォーム４０とウォームホイール５０の互いに擦れ合う面は、常に潤滑剤によって保護された状態となるので、焼付きのおそれもない。従って、本実施形態のウォームギア３０では、耐久性が大いに向上する。即ち、メンテナンスの手間も軽減され、メンテナンスフリーに近い状態となる。この結果、本実施形態のように適正な幅および深さの溝５８を形成した構造であれば、モジュール１．５以下のウォームギアを製造しても、十分な耐久性および歯車間の伝達精度が得られる。
【００３７】
さらに、本実施形態ではウォーム４０が複リードウォームとして形成されている。このため、ウォームギア３０の使用前の調整などにおいて、所望のバックラッシが得られるように、バックラッシを極めて容易に調整することができる。以上が本実施形態の基本形の説明であり、以下、本実施形態と同様の効果が得られる各変形例について説明する。なお、以下の各変形例と上記基本形との違いは、個々の歯の形状（溝の形状）のみであるため、ウォームギアの全体図については、図３と同様であるので省略する。
【００３８】
＜本実施形態の第１の変形例＞
図６は、本実施形態の第１の変形例における歯の形状を示す拡大斜視図である。上述の例では、各々の歯５４に対して溝５８を１つずつ形成する例を述べたが、図６に示すように、各々の歯５４ａに２つの溝５８ａを形成してもよい。ここで、２つの溝５８ａの位置は、歯すじ方向に歯５４ａを３等分する位置であることが望ましく、図６の例では、そのように形成されている。前述のように、溝で分断された歯の各々の先端の強度が均一になるように溝を形成することが望ましいからである。
【００３９】
なお、溝の数は、３つ以上であってもよい。但し、図６の例では、歯厚方向に歯を貫通する形状の溝５８ａであるため、溝の数が多いほど、潤滑剤は溜まり易くなるものの、歯５４ａの強度が下がる。従って、溝の数は、所定の耐久性が得られる程度に潤滑剤を留めることができる範囲で、最小限であることが望ましい。
【００４０】
＜本実施形態の第２の変形例＞
図７は、本実施形態の第２の変形例における歯の形状を示す拡大斜視図である。溝は、図５や図６に示す例のように歯の先端面を分断するように形成する必要はなく、図７に示すように、歯厚方向に歯を貫通しない奥行きＺで形成してもよい。ここで、奥行きＺは、歯厚方向における溝５８ｂの深さである。図７は、歯５４ｂの一方および他方の摩擦面にそれぞれ１つずつ溝５８ｂを形成した例を示す。ここでも歯５４ｂの強度の均一性の観点から、２つの溝５８ｂの位置は、歯すじ方向に歯５４ｂを２等分する位置であることが望ましく、図７の例では、そのように形成されている。
【００４１】
＜本実施形態の第３の変形例＞
図８は、本実施形態の第３の変形例における歯の形状を示す拡大斜視図である。歯厚方向に歯を貫通しない奥行きＺで溝を形成する場合、溝の数は、歯の双方の摩擦面に１つずつに限定されるものではなく、双方の摩擦面にそれぞれ複数の溝を形成してもよい。図８は、歯５４ｃの双方の摩擦面にそれぞれ２つずつ溝５８ｃを形成した例を示す。ここでも歯５４ｂの強度の均一性の観点から、４つの溝５８ｃの位置は、歯すじ方向に歯５４ｃを３等分する位置であることが望ましく、図８の例では、そのように形成されている。
【００４２】
＜本実施形態の第４の変形例＞
図９は、本実施形態の第４の変形例における歯の形状を示す拡大斜視図である。第４の変形例は、歯５４ｄの溝５８ｄの底面の中央に、深さ方向が例えば歯たけ方向に一致するように円筒状の穴６０を形成したものである。穴６０以外の点は、図５に示す本実施形態の基本形と同じである。穴６０があることにより、潤滑剤がさらに留まりやすくなり、ウォームギアの耐久性はさらに向上する。穴の開口の断面の直径は、潤滑剤が留まりやすく、且つ、湧き出しやすい程度であることが望ましい。従って、穴の開口の断面の直径の下限値は、例えば、常温における潤滑剤の膜厚の１０倍である（次の第５の変形例についても同様）。また、穴の開口の断面の直径の上限値は、溝５８ｄの幅Ｘである。
【００４３】
図６に示すように歯厚方向に歯を貫通する複数の溝を形成する場合にも、全て、或いは、いずれかの溝５８ａの底面に穴を形成してもよい（図示せず）。図９や図６の各場合において、穴の数は、各々の溝に対して１つずつに限定されるものではなく、１つの溝の底面に複数の穴を形成してもよい。また、穴の形状は、図９に示す円筒状に限定されるものではなく、例えば、溝の底面において開口した円錐形状であってもよい。
【００４４】
＜本実施形態の第５の変形例＞
図１０は、本実施形態の第５の変形例における歯の形状を示す拡大斜視図である。第５の変形例は、歯５４ｅの一方および他方の摩擦面に１つずつ形成された溝５８ｅを歯厚方向に連結する円筒状の穴６０ｅを形成したものであり、穴６０ｅ以外の点は図７に示す第２の変形例と同様である。この場合も、穴６０ｅがあることにより、潤滑剤がさらに留まりやすくなる。また、穴６０ｅの形状は、図１０に示す円筒状に限定されるものではなく、例えば、直方体状であってもよい。なお、以上の第１〜第５の変形例において、溝５８ａ〜５８ｅの幅Ｘの上限値および下限値と、深さＹについては、図５に示す本実施形態の基本形と同様に考えればよい。
【００４５】
＜本実施形態の補足事項＞
［１］本実施形態の基本形および各変形例によれば、バックラッシによる焼付きの問題は解消されるが、さらなる耐久性の向上のため、ウォーム４０の外周部（入力側の歯）と、ウォームホイール５０の外周部（出力側の歯）は、それぞれ異なる金属材料で構成する方が望ましい。異種の金属間よりも、同種の金属間の方が融着して焼付きが生じ易いからである。
【００４６】
［２］潤滑剤の留まりを向上させるための溝は、本実施形態のようにウォームホイール５０側に形成することが望ましい。ウォーム４０側は、基準側となる回転軸であるので、ウォームギアの伝達精度の観点から、溝を形成しない方が望ましいからである。
【００４７】
［３］図１１は、歯すじ方向に溝５８ｆを形成した変形例に係る歯５４ｆの形状を示す拡大斜視図である。この場合も潤滑剤の留まりは向上するので、本発明の技術思想に含まれる。しかし、溝の延在方向は、歯すじ方向から傾けることが望ましく、より望ましくは、本実施形態の基本形および各変形例のように、ウォームホイール５０の回転面に平行であるとよい。
【００４８】
具体的には、ウォームホイール５０の回転面に平行な溝、或いは、歯すじ方向に対して斜めの溝であれば、ピッチ点がどこになろうとも、全てのピッチ点の領域が溝に含まれることはない。歯すじ方向に沿った溝は、ピッチ点を含む歯面を大きく崩すので、歯車の噛み合わせ上、あまり好ましくない。従って、図１１のように歯すじ方向に溝５８ｆを形成する場合、複リードウォームによる調整等により、ピッチ点が溝５８ｆの位置とは一致しないようにすることが望ましい。
【００４９】
［４］潤滑剤を溜める（付着させる）ための溝を歯車の歯に形成する本発明の技術思想は、ウォームギア以外の歯車にも適用可能であるが、特に、入力側と出力側の双方の歯面が常に接している構造のもの（例えば、はすば歯車やこれに類似するウォームギア）に有効である。一方の歯車に形成された溝に溜まった潤滑剤が、双方の歯車が常に接していることで、他方の歯車にもゆきわたるからである。
【符号の説明】
【００５０】
１０ ウォーム
１２ 歯面
１４ ウォームシャフト
１６ ウォームシャフトの回転軸
２０ ウォームホイール
２２ 歯面
２６ ウォームホイールの半径
３０ ウォームギア
４０ ウォーム
４１ ウォームシャフト
４２ａ、４２ｂ 軸受け部
４３ 歯面
４４ａ、４４ｂ ウォーム調整機構
４５ 入力軸固定穴
４６ 固定ねじ
５０ ウォームホイール
５１ 軸受け部
５２ 出力軸固定穴
５４、５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄ、５４ｅ、５４ｆ 歯
５６ 回転体
５８、５８ａ、５８ｂ、５８ｃ、５８ｄ、５８ｅ、５８ｆ 溝
６０、６０ｅ 穴
Ｄ 軸間距離
Ｘ 溝の幅
Ｙ 溝の深さ
Ｚ 溝の奥行き
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能に支持されていると共に外周に歯面を有するウォームと、前記ウォームとは方向が異なる回転軸を中心に回転可能に支持されていると共に前記ウォームの歯面と噛み合う歯面を外周に有するウォームホイールとを備え、前記ウォームの回転により前記ウォームホイール側に回転動力を伝達するウォームギアであって、
前記ウォームホイールの歯には、潤滑剤を付着させるための溝が形成されていることを特徴とするウォームギア。
【請求項２】
請求項１記載のウォームギアにおいて、
前記ウォームは、その回転の軸方向に沿った移動によってバックラッシを調整可能な複リードウォームとして形成されていることを特徴とするウォームギア。
【請求項３】
請求項１記載のウォームギアにおいて、
前記溝は、その深さ方向が歯の先端から前記ウォームホイールの中心に向かう方向となるように、且つ、歯厚方向に延在することで歯の先端を複数に分断するように形成されていることを特徴とするウォームギア。
【請求項４】
請求項３記載のウォームギアにおいて、
前記溝の底には、穴が形成されていることを特徴とするウォームギア。
【請求項５】
請求項１記載のウォームギアにおいて、
前記溝は、その延在方向が前記ウォームホイールの回転面に平行となるように、且つ、歯を貫通しない深さで形成されていることを特徴とするウォームギア。
【請求項１】
回転可能に支持されていると共に外周に歯面を有するウォームと、前記ウォームとは方向が異なる回転軸を中心に回転可能に支持されていると共に前記ウォームの歯面と噛み合う歯面を外周に有するウォームホイールとを備え、前記ウォームの回転により前記ウォームホイール側に回転動力を伝達するウォームギアであって、
前記ウォームホイールの歯には、潤滑剤を付着させるための溝が形成されていることを特徴とするウォームギア。
【請求項２】
請求項１記載のウォームギアにおいて、
前記ウォームは、その回転の軸方向に沿った移動によってバックラッシを調整可能な複リードウォームとして形成されていることを特徴とするウォームギア。
【請求項３】
請求項１記載のウォームギアにおいて、
前記溝は、その深さ方向が歯の先端から前記ウォームホイールの中心に向かう方向となるように、且つ、歯厚方向に延在することで歯の先端を複数に分断するように形成されていることを特徴とするウォームギア。
【請求項４】
請求項３記載のウォームギアにおいて、
前記溝の底には、穴が形成されていることを特徴とするウォームギア。
【請求項５】
請求項１記載のウォームギアにおいて、
前記溝は、その延在方向が前記ウォームホイールの回転面に平行となるように、且つ、歯を貫通しない深さで形成されていることを特徴とするウォームギア。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−１８５３７０（Ｐ２０１１−１８５３７０Ａ）
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５１９６０（Ｐ２０１０−５１９６０）
【出願日】平成２２年３月９日（２０１０．３．９）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９４１６４５４２）東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【出願人】（５９４１６４５３１）東芝医用システムエンジニアリング株式会社 (892)
【出願人】（５０２３９０４４１）東芝メディカル製造株式会社 (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月９日（２０１０．３．９）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９４１６４５４２）東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【出願人】（５９４１６４５３１）東芝医用システムエンジニアリング株式会社 (892)
【出願人】（５０２３９０４４１）東芝メディカル製造株式会社 (3)
【Ｆターム（参考）】
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