CN101443986A - 带减速器的马达及其制造方法 - Google Patents

Abstract

在本发明中，由马达部和一体地组装在该马达部上的减速器部构成，在该马达部中，使受装备在有底中空筒状的箱的底部中央的第1轴承、和装备在嵌装于该箱的开口部的终端罩的中央的第2轴承支承的旋转轴延长到马达部外部，通过装备在减速器部内部的第3轴承旋转自如地支承该延长的旋转轴的前端。并且，在本发明中，在减速器部内具备支承旋转轴的第4轴承，并且，具备在与设在齿轮箱上的卡止部之间将该第4轴承从两侧夹持而固定的轴承保持器。

Description

带减速器的马达及其制造方法

技术领域

本发明涉及例如能够用于汽车的窗玻璃的开闭的结构的带减速器的马达及其制造方法。

背景技术

图13是以往的带减速器的马达的纵剖视图(参照专利文献1)。该带减速器的马达一体地组装有马达部和减速器部。减速器部在齿轮箱内收容有连接在旋转轴上的蜗杆、以及与其啮合的蜗轮等。

支承马达部的旋转部分的轴承在马达侧需要第1轴承和第2轴承的两处、在齿轮箱侧需要第3轴承的共计3个轴承。其中，位于中央的第2轴承收纳在马达部的终端罩内，该终端罩以夹在马达部与减速器部之间的形式被保持。

但是，在要求目前为止以上的高输出、高转矩化的情况下，在这样的结构中，在马达部终端罩的第2轴承的保持强度不足及旋转轴较细的情况下对于抑制旋转轴的变形有界限，在马达箱侧从蜗杆齿轮受到推力时，轴向远离蜗轮的方向挠曲，所以蜗杆与蜗轮的啮合变浅，产生了蜗轮的齿损坏的可能性。

因此，图示的结构在蜗杆与第2轴承之间，在旋转轴上具备轴导引部。该轴导引部具有向下方开设的开口部，并且沿轴向具有规定的长度，是从上侧承接旋转轴的结构。但是，该轴导引部由于具有向蜗轮侧打开的开口部，所以如果发生转子的轴的弯曲，则在旋转位置更向开口部方向离开，旋转轴时而接触时而不接触在轴导引部上，所以产生发生旋转轴敲打轴导引部的声音。

此外，还提出将设于旋转轴的中央的轴承支承在齿轮箱上(参照专利文献2)，但该以往的提案由于需要在将整体组装之前将作为轴承的金属球轴承插通到旋转轴上、再将蜗杆齿轮压入安装，所以不能以马达部单体作为小型马达使用，此外，也不能以马达部单体进行库存管理。

进而，公开了不是使用较长的一根轴、而是使用经由联轴器连接在来自马达的轴上的轴、将蜗杆安装在该连接轴上的技术(参照专利文献3)。不能容易地在呈袋构造的减速器部内装备固定了蜗杆的旋转轴用的两个轴承，但通过这样使用连接轴，在减速器部中也能够装备两个轴承。但是，这样的连接轴明显是复杂的结构，而且同轴性能降低。

专利文献1：特开平10-285870号公报

专利文献2：实开平4-5549号公报

专利文献3：实开平5-61544号公报

发明内容

所以，本发明的目的是解决该问题，提供一种通过做成抑制旋转轴的变形的结构、特别使啮合精度提高、即使是高输出、高转矩也能够对应、进而能够采用较细的一体结构的1根旋转轴的构造的带减速器的马达。

本发明的带减速器的马达，由马达部和一体地组装在该马达部上的减速器部构成，在该马达部中，使受装备在有底中空筒状的箱的底部中央的第1轴承、和装备在嵌装于该箱的开口部的终端罩的中央的第2轴承支承的旋转轴延长到马达部外部，通过装备在减速器部内部的第3轴承旋转自如地支承该延长的旋转轴的前端。减速器部具有齿轮箱、结合在收容于该齿轮箱内的延长旋转轴上的蜗杆、与该蜗杆啮合的蜗轮、和位于该蜗轮的中心、能够与该蜗轮一起旋转而构成的输出轴。并且，其特征在于，在减速器部内具备支承旋转轴的第4轴承；并且，具备在与设在齿轮箱上的卡止部之间将第4轴承从两侧夹持而固定的轴承保持器。

此外，第4轴承装备在装备于终端罩的中央的第2轴承与蜗杆之间，将轴承保持器固定在该终端罩的端面上。设在齿轮箱上的卡止部由一体地形成在树脂制齿轮箱上的阶差或突起构成。轴承保持器具有通过树脂一体地形成、通过前端支承第4轴承的爪部、以及用来插入到设在终端罩上的对应的孔中而进行卡止的卡合部。在齿轮箱上设有该轴承保持器的爪部嵌合的嵌合槽，进行马达部与减速器部的周向的定位，并且阻止爪部向径向外侧打开，通过爪部前端沿轴的轴向支承第4轴承。进而，可在轴承保持器的爪部与终端罩之间的开放的空间中，将马达旋转测量用的传感器磁铁固定在旋转轴上，并且将安装有霍尔IC以使该霍尔IC与该传感器磁铁对置的安装板固定，以使该安装板位于第4轴承与该传感器磁铁之间。

此外，轴承保持器具有由树脂一体地形成、通过前端支承第4轴承的爪部、以及用来卡合到设在终端罩上的对应的凹部中而进行卡止的卡合部，组装有一对导电性端子。该端子由与从终端罩突出的一对输入端子接触、连接在其上的一对输入连接部、用来与马达外部进行电气连接的一对外部端子、以及在该输入连接部与外部端子之间电气地配线的导电部件构成。

此外，在本发明的带减速器的马达的制造方法中，在将第4轴承组装在从组装后的马达部延长的旋转轴上之后，对轴进行滚花加工，将蜗杆压入到该滚花加工部上；将轴承保持器向终端罩端面组装固定；将马达部的旋转轴前端侧插入到齿轮箱的对应的插入部中，使第4轴承抵接在设于齿轮箱上的卡止部上；将第4轴承在设于齿轮箱上的卡止部与轴承保持器之间从两侧夹持固定。进而，可在不仅将第4轴承、还将蜗杆插入到该旋转轴上之后，对轴前端侧进行滚花加工，将蜗杆向轴前端侧拉拔而压入。

根据本发明，通过做成抑制旋转轴的变形的结构，特别使啮合精度提高，进而可以采用较细的一体结构的1根旋转轴。此外，即使使用较细的旋转轴将带减速器的马达小型轻量化，也能够得到足够的蜗轮破损强度。

进而，由于通过第4轴承可靠地支承旋转轴整周，所以不会发生旋转轴敲击轴承的声音。

此外，由于第4轴承被齿轮箱和轴承保持器爪部从两侧夹持固定，所以能够防止来自减速器部的润滑脂向马达部侧进入、附着在霍尔IC的安装板等上。

附图说明

图1是基于本发明构成的带减速器的马达的纵剖视图。

图2是从图1的上方观察的剖视图，表示作为本发明的特征的第4轴承和其附近的结构。

图3是单独表示支承第4轴承的轴承座套的图，图3(A)～图3(F)是仅使相同的轴承座套的观察方向不同的图。

图4是说明将第4轴承及蜗杆固定在旋转轴上的方法的图。

图5是说明传感器磁铁及霍尔IC的安装的图。

图6是例示与马达部一体地固定的齿轮箱的图。

图7是详细地说明端子保持器的图。

图8是表示终端罩的图。

图9是表示将端子保持器组装到终端罩上的状态的图。

图10是说明端子保持器的组装的另一例的图。

图11是表示与印刷基板一起组装的端子保持器的图。

图12是例示作为第4轴承使用的复合轴承的图。

图13是以往的带减速器的马达的纵剖视图。

具体实施方式

以下，基于例示说明本发明。图1是基于本发明构成的带减速器的马达的纵剖视图。该带减速器的马达是将马达部与减速器部一体组装而成的。马达部在通过金属材料形成为有底中空筒状的箱的内周面上安装有磁铁。该箱的开口部嵌装有树脂制的终端罩，通过它封闭。在旋转轴上具备通过卷绕了绕线的层叠芯构成的转子磁极、和换向器，构成马达转子。并且，连接在与该换向器接触的一对刷上的一对输入端子为了电气连接而贯通终端罩并突出到马达外部。旋转轴的一端受设在有底中空筒状的箱的底部中央的第1轴承支承。该旋转轴的另一端受收容在终端罩的中央部的第2轴承支承，从那里进一步向马达部外部延长，延伸到减速器部内部。

经由安装螺栓安装在该马达部上的减速器部将固定于旋转轴上的蜗杆、以及与其啮合的蜗轮等收容在树脂制的齿轮箱内。旋转轴的前端受收容在齿轮箱内的第3轴承支承。在驱动马达部的马达时，旋转轴旋转，该旋转经由蜗杆使蜗轮减速旋转，它接着经由缓冲部件等使输出轴旋转。并且，通过该输出轴的旋转，例如能够经由未图示的驱动机构将汽车的窗玻璃开闭。以上的马达部及减速器部的结构可以做成与以往技术相同的结构。

在图示的带减速器的马达中，还具备支承旋转轴的第4轴承。本发明在该第4轴承及作为其安装结构的轴承保持器中具有特征。由此，旋转轴除了马达部侧的两处以外、还受在减速器部中压入到旋转轴上的蜗杆的两侧配置有各1个轴承的两处的、合计4个轴承旋转自如地支承。为了吸收该4个轴承的轴承内径中心的偏差，优选地在4个中的1个以上中使用外形为球状的自动调心型轴承。

(第1实施方式)

图2是从图1的上方向观察的剖视图，表示作为本发明的特征的第4轴承和其附近的结构。如图所示，支承旋转轴的第4轴承在收容在终端罩的中央部的第2轴承与蜗杆之间装备在齿轮箱内。

第1实施方式利用轴承座套作为轴承保持器将第4轴承固定。该第4轴承在插入到旋转轴上后，被从两侧夹入固定在齿轮箱的卡止部与轴承座套之间。该齿轮箱的卡止部可以由一体形成在树脂制齿轮箱上的阶差或突起构成。

图3是单独表示支承第4轴承的轴承座套的图，图3(A)～图3(F)是仅使同一轴承座套的观察方向不同的图。如图所示，轴承座套由树脂通过一体成形而构成有嵌合在终端罩的轴承保持部(参照图8)的圆筒部、设在其圆筒基部的一对卡合部、和在与圆筒基部相反侧设在圆筒部上的一对爪部。卡合部是插入到设于马达部终端罩上的对应的一对圆弧孔(参照图8(A))中、用来进行轴承座套的周向的定位、并将其卡止在马达部上的部件。爪部是用来通过其前端支承第4轴承的部件。

图4是说明将第4轴承及蜗杆固定在旋转轴上的方法的图。如图4(A)所示，在将第4轴承组装在旋转轴上后，对轴进行滚花加工，将蜗杆压入到滚花部。在该状态下，第4轴承不仅能够在旋转轴上旋转，还能够左右地移动。另外，在蜗杆的压入时，可以在不仅将第4轴承、还将蜗杆插入到旋转轴上之后，对轴前端侧滚花加工，将蜗杆向轴前端侧拉拔而压入。由此，即使为了牢固地固定而施加较大的压入力，也不会发生轴的弯曲。

接着，如图4(B)所示，将轴承座套向终端罩端面组装固定。轴承座套爪部(参照图3)的内径比第4轴承的外径小，但爪部通过向外径方向挠曲而越过第4轴承的外径，能够使轴承座套位于第4轴承与终端罩之间。轴承座套的固定如上所述，通过将轴承座套的卡合部插入到设于终端罩端面上的对应的圆弧孔中来进行。这样，通过在将轴承座套定位之前进行蜗杆压入，能够在旋转轴上确保在滚花加工前预先插入蜗杆的位置，由此，能够进行上述的蜗杆的拉拔压入。

图4(C)是例示传感器磁铁的安装的图。马达旋转的测量通常通过将传感器磁铁固定在旋转轴上、另一方面通过配置在马达固定侧的霍尔IC检测其磁束来进行。例示的结构在需要旋转测量的情况下，通过在组装第4轴承之前组装传感器磁铁，能够配置在轴承座套爪部与终端罩之间的开放的空间中。

图5是说明传感器磁铁及霍尔IC的安装的图。传感器磁铁配置在轴承座套的一对爪部的内侧，并且将安装有霍尔IC以使其对置于传感器磁铁的安装板固定，以使其位于第4轴承与传感器磁铁之间。这样，通过使用具有一对爪部的轴承座套，能够容易地配置感知传感器磁铁的磁束的霍尔IC。

如参照图4说明那样，在旋转轴上固定有蜗杆、第4轴承、轴承座套等的马达部与减速器部一体地固定。图6是例示与马达部一体地固定的齿轮箱的图。图6(A)是从齿轮箱的马达安装面侧观察的图，图6(B)是表示齿轮箱的第4轴承收容部附近的剖视图。

将固定有蜗杆及第4轴承等的旋转轴插入到齿轮箱的轴插入部中。由于在齿轮箱上已经固定有第3轴承，所以如果将旋转轴前端推入而插入到该第3轴承之中，则通过第4轴承抵接在齿轮箱的阶差部(卡止部)上，阻止了其进一步的进入。此时，通过轴承座套的一对爪部进入到设在齿轮箱上的一对爪部卡合槽中，进行马达部与减速器部的周向的定位，另一方面，阻止爪部向径向外侧打开，通过爪部前端可靠地沿轴的轴向支承第4轴承。

(第2实施方式)

在第2实施方式中，使用端子保持器作为轴承保持器而将第4轴承固定。图7是说明端子保持器的图。图7(A)是从马达部外侧(表侧)观察的图，图7(B)是从马达部内侧(背侧)观察的图。该端子保持器与第1实施方式的轴承座套同样，不仅具有支承第4轴承的功能，而且配置了将马达输入端子导引到适合于连接到外部导线的位置的导电部件，并且可安装电气元件而构成。可以将以噪音消除为目的的轭流线圈或电容器等电气元件等安装在该端子保持器上。

在由树脂一体地形成的端子保持器的表侧，由树脂一体地形成在轴承保持部嵌合用的中央孔的左右两侧的两个爪部是用来用其前端支承第4轴承(参照图1)的部件。此外，该端子保持器组装有一对导电性端子。该端子由与从终端罩突出的一对输入端子接触、与其连接的一对输入连接部、用来电气地连接到马达外部的一对外部端子、以及在该输入连接部与外部端子之间电气地配线的导电部件构成。也可以通过该导电部件将与输入连接部对应的外部端子之间直接连接，或者也可以在将轭流线圈或电容器安装到端子保持器上时、将轭流线圈串联地插入连接在输入连接部与外部端子之间、并将电容器例如分别将其两端子连接在一对导电部件上。端子的外部端子可以做成插座端子形状，或者可以做成用来焊接导线的缩颈形状。端子保持器在组装在终端罩上时，在使一对输入连接部接触在从终端罩突出的输入端子上之后，通过焊接而电气地连接。

图8是例示终端罩的图，图8(A)是从马达外侧方向观察的图，此外，图8(B)是从马达内侧方向观察的图。树脂制的终端罩嵌装在马达箱的开口部上，而通过树脂一体地形成在该终端罩的中央部的轴承保持部中，收容有用于旋转轴的第2轴承。贯通终端罩的地线作为在印刷基板(参照图10)上使用电容器时的向马达箱的接地连接而使用。与换向器接触的一对碳刷连接在刷臂上。由保持碳刷的导电性金属板构成的刷臂受终端罩支承，并且通过该金属板具有的弹性将碳刷推压在换向器上滑动而构成。连接在该刷臂上的一对输入端子为了电气连接而贯通终端罩并突出到外部。在该终端罩内部，能够组装断路器或PTC那样的马达烧损保护元件。在组装有马达烧损保护元件时，代替一对输入端子的一个而使用其他输入端子，以便能够将该元件串联地插入到向刷的供电电路中。

图9是表示将端子保持器组装到终端罩上的状态的图，图9(A)是从马达部外侧(表侧)观察的图，图9(B)是从马达部内侧(背侧)观察的图。通过树脂与端子保持器一体地形成在其两侧的终端罩卡合部分别具有爪。由此，通过由卡合部的弹性力卡止在形成于终端罩上的端子保持器卡合凹部(图8(A))中，将端子保持器与终端罩通过单触安装。

在马达的组装时，首先将图8的终端罩向马达箱开口部嵌装。此时，马达部的旋转轴从装备在终端罩的轴承保持部上的第2轴承向马达外部突出。

接着，在旋转轴上，以第4轴承、蜗杆的顺序插入直到大致抵接在终端罩的轴承保持部上。然后，对轴进行滚花加工，通过使蜗杆向从轴拉拔的方向移动，将蜗杆向轴滚花加工部压入，构成马达组装体。在此状态下，第4轴承不仅能够在旋转轴上旋转，还能够左右地移动。接着，将端子保持器向马达组装体的终端罩安装。

接着，将安装了该终端罩的马达组装体参照图6与上述齿轮箱组装。预先使第4轴承移动到比端子保持器一体形成的一对爪部前端靠轴前端侧。在此状态下，将固定有蜗杆及第4轴承等的旋转轴插入到齿轮箱的轴插入部中。在齿轮箱的第3轴承收容部中，在轴插入前固定第3轴承，所以如果将旋转轴前端推入而插入到该第3轴承之中，则通过第4轴承抵接在齿轮箱阶差上，阻止进一步的进入，将第4轴承定位在收容部中。此时，与端子保持器一体形成的一对爪部通过爪部前端沿轴的轴向支承第4轴承。由此，马达组装完成。

图10是说明端子保持器的组装的另一例的图。如上所述，能够将轭流线圈或电容器等电气回路元件安装到端子保持器上，但在需要安装更多数量的元件的情况下，可以使用安装了这些元件的印刷基板，将该印刷基板夹持固定在终端罩与端子保持器之间。图10(A)是从马达外侧方向观察安装了轭流线圈的状态的端子保持器的图，图10(B)及图10(C)是例示类型不同的两种印刷基板的图，此外图10(D)是从马达外侧方向观察上述终端罩的图。如图所示，在终端罩上设有圆筒形状的轴承保持部，另一方面，在端子保持器及印刷基板的各自的中央具备该圆筒形嵌合的圆形状孔。在带减速器的马达中，终端罩的外侧为死空间。端子保持器通过有效利用该死空间，能够实现马达的小型化。此外，由于是安装到终端罩的外侧的结构，所以马达部自身可以不变更设计而通用化。

在使用印刷基板时的组装中，最初将图10(A)所示的端子保持器、和图10(B)或图10(C)所示那样的印刷基板一体地组装，然后相对于终端罩组装。图10(B)例示除了片型电容器和变阻器以外、还利用两个薄膜电容器构成噪音消除元件回路的印刷基板(1)，此外，图10(C)例示除了片型电容器和变阻器以外、还利用两个片型电容器构成噪音消除元件回路的印刷基板(2)。对于对应于用途的各种请求，仅通过替换印刷基板，就能够使除此以外的终端罩、端子保持器等的部件共用化。

在端子保持器的背侧具备多个基板安装突起(参照图7(B))，通过插入到对应的印刷基板的安装孔(图10(B)、图10(C))中，将突起前端压碎而将两者一体地固定。此时，将分别电气连接在一对端子上的一对印刷基板连接端子(图7(B))插入到对应而设在印刷基板上的端子插入孔(10(B)、10(C))中。并且，从印刷基板背面焊接。由此，在一体地组装时，端子也电气地连接在具备各种电气噪音元件的印刷基板上。

图11是表示与印刷基板一起组装的端子保持器的图。印刷基板被夹持在终端罩与端子保持器之间或被端子保持器保持而固定。在端子保持器与终端罩之间设置1～2mm左右的间隙而组装，如果需要，则将印刷基板夹持组装在该间隙中。

图12作为第4轴承而例示有将两个圆筒形状轴承复合而使用的复合轴承，所述圆筒形状轴承在中央具有旋转轴插通的旋转轴插入孔。通过使用这样的复合轴承，润滑油被两个轴承之间的倒角部分保持，润滑性能提高。

以上，以终端罩配置在减速器侧的构造为例进行了说明，但如果是将有底中空筒状的马达箱的底部侧配置在减速器侧的构造也同样，只要做成4点轴承，就能够防止轴的挠曲。此外，作为轴承保持器，以第1实施方式的轴承座套或第2实施方式的端子保持器为例，说明了独立的结构的部件，但也可以是与其他部件、例如终端罩一体成形的结构。

Claims (10)

1、一种带减速器的马达，由马达部和一体地组装在该马达部上的减速器部构成，在该马达部中，

使受装备在有底中空筒状的箱的底部中央的第1轴承、和装备在嵌装于该箱的开口部的终端罩的中央的第2轴承支承的旋转轴延长到马达部外部，通过装备在减速器部内部的第3轴承旋转自如地支承该延长的旋转轴的前端；

上述减速器部具有齿轮箱、结合在收容于该齿轮箱内的延长旋转轴上的蜗杆、与该蜗杆啮合的蜗轮、和位于该蜗轮的中心、能够与该蜗轮一起旋转而构成的输出轴；

其特征在于，

在上述减速器部内具备支承上述旋转轴的第4轴承；并且，

具备在与设在上述齿轮箱上的卡止部之间将该第4轴承从两侧夹持而固定的轴承保持器。

2、如权利要求1所述的带减速器的马达，其特征在于，上述第4轴承装备在装备于上述终端罩的中央的第2轴承与上述蜗杆之间，将上述轴承保持器固定在该终端罩的端面上。

3、如权利要求1所述的带减速器的马达，其特征在于，通过一体地形成在树脂制齿轮箱上的阶差或突起构成设在上述齿轮箱上的卡止部。

4、如权利要求1所述的带减速器的马达，其特征在于，上述轴承保持器具有通过树脂一体地形成、通过前端支承上述第4轴承的爪部、以及用来插入到设在上述终端罩上的对应的孔中而进行卡止的卡合部。

5、如权利要求4所述的带减速器的马达，其特征在于，在齿轮箱上设有上述轴承保持器的爪部嵌合的嵌合槽，进行马达部与减速器部的周向的定位，并且阻止爪部向径向外侧打开，通过爪部前端沿轴的轴向支承第4轴承。

6、如权利要求1所述的带减速器的马达，其特征在于，在上述轴承保持器的爪部与终端罩之间的开放的空间中，将马达旋转测量用的传感器磁铁固定在旋转轴上，并且将安装有霍尔IC以使该霍尔IC与该传感器磁铁对置的安装板固定，以使该安装板位于第4轴承与该传感器磁铁之间。

7、如权利要求1所述的带减速器的马达，其特征在于，作为上述第4轴承，将两个圆筒状轴承复合而使用。

8、如权利要求1所述的带减速器的马达，其特征在于，上述轴承保持器具有由树脂一体地形成、通过前端支承上述第4轴承的爪部、以及用来卡合到设在上述终端罩上的对应的凹部中而进行卡止的卡合部，组装有一对导电性端子，并且，该端子由与从终端罩突出的一对输入端子接触、连接在其上的一对输入连接部、用来与马达外部进行电气连接的一对外部端子、以及在该输入连接部与外部端子之间电气地配线的导电部件构成。

9、一种带减速器的马达的制造方法，所述带减速器的马达，由马达部和一体地组装在该马达部上的减速器部构成，在该马达部中，

使受装备在有底中空筒状的箱的底部中央的第1轴承、和装备在嵌装于该箱的开口部的终端罩的中央的第2轴承支承的旋转轴延长到马达部外部，通过装备在减速器部内部的第3轴承旋转自如地支承该延长的旋转轴的前端；

上述减速器部具有齿轮箱、结合在收容于该齿轮箱内的延长旋转轴上的蜗杆、与该蜗杆啮合的蜗轮、和位于该蜗轮的中心、能够与该蜗轮一起旋转而构成的输出轴；

其特征在于，

在将第4轴承组装在从组装后的马达部延长的旋转轴上之后，对轴进行滚花加工，将蜗杆压入到该滚花加工部上；

将轴承保持器向终端罩端面组装固定；

将马达部的旋转轴前端侧插入到上述齿轮箱的对应的插入部中，使第4轴承抵接在设于齿轮箱上的卡止部上；

将第4轴承在设于上述齿轮箱上的卡止部与上述轴承保持器之间从两侧夹持固定。

10、如权利要求9所述的带减速器的马达的制造方法，其特征在于，在不仅将第4轴承、还将蜗杆插入到上述旋转轴上之后，对轴前端侧进行滚花加工，将蜗杆向轴前端侧拉拔而压入。

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