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ウォームギア減速機
ウォームギア減速機は、ウォームギア列を用いて必要な力を減速する減速機です。従来の減速機とは異なり、小型で低出力で動作します。そのため効率は低下しますが、低コストとコンパクトな設計がこの欠点を補っています。ただし、ウォームギア減速機には、逆転時にロックアップしやすいなど、いくつかの欠点があります。
高効率
高効率ウォーム減速機は、高い性能、再現性、精度が求められる用途に最適です。入力ハイポイドギアと出力ハイポイドベベルギアで構成されています。入力ウォームは出力ウォームに対して垂直に回転するため、入力ウォームが1回転するごとに、出力ギアも1回転します。この構造により、高効率ウォームギアにおける摩擦（エネルギー損失のもう一つの原因）を少なくとも2分角まで低減できます。
ウォームギア減速機と比較して、ハイポイドギアモーターは、運転コストの低減や効率の向上など、いくつかの利点があります。例えば、ハイポイドギアモーターは、高い減速比でもより大きなトルクを伝達できます。また、ウォームギア減速機よりも効率が高いため、より小型のモーターで同等の出力を得ることができます。
近年、ウォームギア減速機の効率は飛躍的に向上しました。メーカー各社は、材料、設計、製造において大きな進歩を遂げています。二重包絡型ウォームギア減速機をはじめとする新設計により、効率は3～8%向上しました。これらの改良は、膨大な時間と労力を費やした試験と開発によって実現したものです。また、ウォームギア減速機は、競合システムに比べて初期費用が低く、過負荷耐性も優れています。
ウォームギア減速機は、小型ながら最大限の減速比を実現できるため人気があります。コンパクトなサイズは低～中出力用途に最適で、動作音も静かです。また、高いトルク出力と優れた衝撃荷重耐性も備えています。さらに、機器の消費電力を削減できる経済的な選択肢でもあります。
低騒音
低騒音ウォームギア減速機は、産業用途における騒音を低減するために設計されています。このタイプの減速機はベアリングの数が少なく、様々な取り付け位置で使用できます。一般的に、ウォーム減速機は1段式で、シャフトとギアがそれぞれ1つずつしかありません。ギアが1つしかないため、ウォームギア減速機の騒音レベルは他のタイプよりも低くなります。
ウォームギア減速機は、電動パワーステアリングシステムに組み込むことで騒音を低減できます。ウォーム減速機は、さまざまな材料で製造可能です。以下の3段階の手順で、低騒音ウォーム減速機の構成部品について説明します。
ウォームギア減速機は、入力ウォームシャフトに対して90度の角度で取り付けることができ、中空またはソリッドタイプの出力シャフトを選択できます。これらの減速機は、騒音低減が不可欠な用途に特に適しています。また、他のタイプの減速機に比べて部品点数が少なく、サイズも小さいため、設置が容易です。
ウォームギア減速機は、様々なメーカーから入手可能です。広く普及しているため、ギアメーカーはこれらの減速機を豊富に在庫しています。ウォームギアの減速比は標準的で、サイズも汎用的です。また、他の負荷遮断装置とは異なり、ウォームギア減速機は特定の用途に合わせてサイズを選定する必要がありません。
ポケット
ウォームギア減速機は、コンパクトな構造、大きな伝達比、および特定の条件下でのセルフロック機能を備えた伝動機構です。ウォームギア減速機シリーズ製品はアメリカの技術で設計されており、安定した伝動、高い耐荷重性、低騒音、コンパクトな構造といった特徴を備えています。さらに、これらの製品は幅広い動力源に対応できます。しかしながら、これらのウォームギア減速機は、設計上の欠陥が原因で漏れが発生しやすいという欠点があります。
ウォームギア減速機には、単段式と二段式があります。単段式は、ウォームギアとベアリングを収容するオイルタンクを備えています。二段式は、最初のウォームギア用のスリーブを備えたウォームギアを使用します。
減速機を選ぶ際には、高品質な製品を選ぶことが不可欠です。ギアの選択を誤ると、ウォームギアの摩耗が早まる可能性があります。ウォームギア減速機は一般的に耐久性に優れていますが、摩耗の程度は選択や運転条件によって異なります。例えば、過度の使用、不適切な組み立て、過酷な条件下での使用などは、摩耗の加速につながる可能性があります。
ウォーム減速機は、速度とトルクを減速します。ウォームギアは、回転機械や慣性システムの速度を減速するために使用できます。ウォームギアはベベルギアの一種で、噛み合い面の滑り力が非常に大きいのが特徴です。そのため、平歯車よりも大きな重量を支えることができます。また、製造はより困難です。しかし、ウォームギアの高品質な設計は、高トルクと高速回転を必要とする用途において優れた選択肢となります。
ウォームギアは3種類のギアを用いて製造できます。減速比が大きい場合、入力ギアと出力ギアは不可逆になります。しかし、ウォーム減速機は複数のヘリックスで構成できます。多条ウォーム駆動は制動効果も最小限に抑えます。
セルフロック機能
ウォーム減速機は、負荷が地面まで逆戻りするのを防ぐセルフロック機構を備えています。このセルフロック機能は、ラックアンドピニオンと噛み合うウォームによって実現されます。負荷が最高位置に達すると、逆転信号が無効になります。非ロック機構は負荷を元の位置まで逆方向に駆動しますが、セルフロック機構は最高位置に留まります。
ウォーム減速機のセルフロック機能は、非常に有用な機械的特徴です。逆回転を防ぎ、ブレーキシステムのコスト削減にもつながります。さらに、セルフロック式ウォームギアは、荷物の昇降や保持にも使用できます。
セルフロック式ウォームギア減速機は、駆動軸の逆回転を防ぎます。ウォームギアの軸方向の力を利用して作動します。セルフロック機能を備えたウォーム減速機は、非常に効率的な工作機械です。
ウォームギア減速機は、2歯または4歯で製造できます。片側ウォームは1歯設計で、両側ウォームは円筒形ギアに2つのねじ山があります。マルチブーツウォームは最大4つのブーツを持つことができます。ウォーム減速機は様々な減速比を使用できますが、最大の利点はそのコンパクトな設計です。クロスシャフトヘリカルギア機構よりも大きな負荷容量を備えています。
ウォーム減速機のセルフロック機能は、必ずしも軸と平行ではないギアセットにも使用できます。また、逆方向の移動を防止し、順方向の移動を可能にします。セルフロック機能は、ギア部材の周囲に配置されたラチェットカムによって実現されます。さらに、ギア部材間の選択的な連結および分離も可能です。
高いギア比
ウォーム減速機は、ギア比を簡単に安価に増やす方法です。この装置は、入力ウォームギアと出力ウォームギアの2つのウォームギアで構成されています。入力ウォームは出力ウォームギアに対して垂直に回転し、出力ウォームギアもそれに対して垂直に回転します。たとえば、5:1のウォーム減速機ではウォームギア1つあたり5回転が必要ですが、60:1のウォーム減速機では60回転が必要です。ただし、この構成では、ウォームギアは転がり摩擦ではなく滑り摩擦のみを受けるため、効率が悪くなる傾向があります。
高減速比の用途では、出力ギアを回転させるために多くの入力回転数が必要となります。逆に、低速入力の用途でも、摩擦の程度は異なりますが、同様の摩擦問題が発生します。低速で回転するウォームは、その動きを維持するためにより多くのエネルギーを必要とします。ウォーム減速機は多くの種類のシステムで使用できますが、高速用途に適しているのは一部のシステムのみです。
ウォームギアの製造は難しいが、高精度、高効率、そして最小限のバックラッシュが求められる用途には、エンベロープ設計が最適である。エンベロープ設計では、歯形とウォームねじ山の形状を改良して接触面を改善する。ただし、このタイプのウォームギアは製造コストが高くなる。
ウォームギアモーターはハイポイドギアモーターよりも初期噛み合い比が低いため、より小型のモーターを使用できます。そのため、1馬力のウォームモーターは1/2馬力のモーターと同じ出力を得ることができます。Agknxによる研究では、2種類のギアモーターの出力、トルク、ギア比を比較しました。その結果、同じ出力にもかかわらず、1/2馬力のハイポイドギアモーターの方がウォームギアモーターよりも効率が良いことが分かりました。
ウォームギア減速機のもう一つの利点は、初期費用が低く、効率が高いことです。小型ながら高減速比と高トルクを実現できるため、低～中出力の用途に最適です。また、ウォームギア減速機は耐衝撃性にも優れています。
編集者：CX 2023-04-25
