CN101568747B - 带有减速器的马达 - Google Patents

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Abstract

一种带有减速器的马达，其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、啮合在该蜗杆上的蜗轮、与该蜗轮经由缓冲部件固定的输出板、和固定在该输出板的中心、能够与该蜗轮一起旋转地构成的输出轴；上述输出板由金属板、除了该金属板的内周侧以外将其覆盖而一体地嵌件成形的树脂部构成；上述金属板在其中央具备将输出轴定位固定的输出轴结合部，在外周侧设有细齿，并且，在外周和内周的中间部以圆周状设有多个旋转阻止孔部；在多个定位孔部的各自之间，等间隔地设有上述旋转阻止孔部，使该旋转阻止孔部的径向中心线与外周侧细齿山的径向中心线一致，并且在与缓冲部件压缩部的中心线重合的部位上没有设置旋转阻止孔部，代替它而在该位置上配置有上述定位孔部。

Description

带有减速器的马达
技术领域
本发明涉及固定减速器部的输出轴的输出板由金属板和覆盖它而一体地嵌件成形的树脂部构成的带有减速器的马达。
背景技术
带有减速器的马达将马达部与减速器部一体地组装。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。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使输出板、接着使固定在输出板上的输出轴旋转。
以往，这样的输出板是通过将金属板冲切加工、作为缓冲部件压缩部而将中空圆柱去毛刺加工而构成的。但是，由于输出板整体是金属的，所以变重，有不能轻量化的问题。
此外，还已知有将钢板部与树脂部作为分体品制造、将它们组合而使用的技术(参照专利文献1)。图7是表示在专利文献1中公开的输出板的图。图示的输出板由树脂的外轮毂和金属制的板状的内轮毂的组合构成。在外轮毂的上面上形成有呈凹槽状的内轮毂卡合部。通过将内轮毂放入到内轮毂卡合部中，在外轮毂的旋转方向上将内轮毂结合。在内轮毂的中央部形成有呈滚花状的输出轴结合部。但是，这样的组合输出板因为组装时的间隙而产生圆周方向的游隙。该游隙成为马达反转时的异响。此外，在树脂部(外轮毂)中需要厚度，不能实现小型化。
进而，通过将在外周部设有齿部的金属配件放在中间、用树脂嵌件成形，能够构成输出板，但是，嵌件输出板的嵌件金属配件的外径变大，由于金属配件材质是金属(钢板)，所以必然有变重的问题。
专利文献1：特开2003-13989号公报
发明内容
本发明的目的是解决这样的问题，能够使作为组合到嵌件成形的树脂部上的输出轴固定金属配件的金属板变小，实现输出板整体的轻量化及小型化。
本发明的带有减速器的马达，由马达部和一体地组装在该马达部上的减速器部构成，使旋转轴延长到该马达部的外部，通过装备在减速器部内部的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、啮合在该蜗杆上的蜗轮、与该蜗轮经由缓冲部件固定的输出板、和固定在该输出板的中心、能够与该蜗轮一起旋转地构成的输出轴。输出板由金属板、除了该金属板的内周侧以外将其覆盖而一体地嵌件成形的树脂部构成。该树脂部在缓冲部件所位于的圆板状部背面侧等间隔地一体形成有多个缓冲部件压缩部。金属板在其中央具备将输出轴定位固定的输出轴结合部，在外周侧设有细齿，整体上构成为圆板形状，并且，在外周和内周的中间部以圆周状设有多个旋转阻止孔部。
此外，金属板在比排列多个旋转阻止孔部的圆周直径小径的圆周上配置有用于一体成形的金属模用的多个定位孔部。在多个定位孔部的各自之间，等间隔地设有旋转阻止孔部，使该旋转阻止孔部的径向中心线与外周侧细齿山的径向中心线一致，并且在与缓冲部件压缩部的中心线重合的部位上没有设置旋转阻止孔部，代替它而在该位置上配置有定位孔部。在定位孔部的径向外侧位置上，将细齿山除去，为了将缓冲部件压缩部定位，使该部分成为除去到比外周侧的细齿的齿根圆小径的圆弧状。
金属板的外径在输出轴的外径的2.0～2.5倍的范围中。使在金属板的冲切加工时产生的外周部的塌边侧为输出板的具有缓冲部件压缩部的面侧，并且在与该具有缓冲部件压缩部的面相反方向上配置外周部的毛刺侧。
根据本发明，能够减小组合在嵌件成形的树脂部上的输出轴固定金属配件，能够实现输出板整体的轻量化及小型化。不仅是进入到输出板外周部的细齿的树脂，进入到多个旋转阻止孔部中的树脂也作为圆周方向的旋转阻止部发挥功能，进而，进入到旋转阻止孔部中的树脂在缓冲部件被压缩时能够承受在将输出板提起的方向上作用的力。
由此，能够使作为输出轴固定金属配件的金属板外径减小到输出轴径的2.5倍以下(2.0倍～2.5倍)，所以相对于整体由金属板构成的以往品质量的约24g、仅通过外周部实现旋转阻止功能的嵌件品质量的约15g，根据本发明，能够实现轻量化达到约9g。
附图说明
图1是基于本发明构成的带有减速器的马达的纵剖视图。
图2(A)是表示减速器部的输出轴附近的剖视图，图2(B)是表示在那里使用的输出轴的图。
图3是表示由斜齿轮构成的蜗轮的图。
图4是表示由缓冲橡胶等构成的缓冲部件的图。
图5是表示输出板的图，图5(A)表示与缓冲部件所位于的一侧相反侧的表面侧，图5(B)表示缓冲部件所位于的背面侧。
图6是详细地表示图5所示的金属板的图，图6(A)表示主视图，图6(B)表示侧视图，图6(C)表示从正面观察的立体图。
图7是表示在专利文献1中公开的输出板的图。
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有减速器的马达的纵剖视图。该带有减速器的马达是将马达部与减速器部一体地组装的结构。马达部在由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端罩，由它来封闭。在旋转轴上装备有由卷绕了卷线的层叠芯构成的转子磁极和换向器而构成马达转子。并且，与接触在该换向器上的一对电刷连接的一对输入端子为了电气连接而贯通端罩突出到马达外部。旋转轴的一端受设在有底中空筒状的马达箱的底部中央的第1轴承支承。该旋转轴的另一端受收容在端罩的中央部中的第2轴承支承，从那里再延长到马达部外部，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在树脂制的齿轮箱内收容有固定在旋转轴上的蜗杆、以及与其啮合的由斜齿轮构成的蜗轮等。旋转轴的前端受收容在齿轮箱内的第3轴承支承。进而，虽然在齿轮箱内具备支承旋转轴的第4轴承，但在低输出规格的马达的情况下也可以将第4轴承省略。当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。
图2(A)是表示减速器部的输出轴附近的剖视图，图2(B)是表示在那里使用的输出轴的图。在齿轮箱内，详细如后所述，配置有固定的蜗轮、缓冲部件和输出板。在树脂制的齿轮箱上，在其中央一体地形成有圆筒状的齿轮箱突出部，通过装备在其内周侧的轴承可旋转地支承输出轴。在形成于输出轴的前端部附近的输出板结合部上固定有输出板的金属板。即，该输出板结合部具有与后述的金属板的花键形状啮合的形状，形成圆周方向的旋转阻止部。在输出轴上，在从齿轮箱突出的基端部上安装有连结在外部驱动机构上的输出齿轮。由此，蜗轮的旋转使经由缓冲部件连结的输出板旋转，它接着使固定在输出板上的输出轴旋转。
图3是表示由斜齿轮构成的蜗轮的图。由树脂一体成形的蜗轮由外周环、内周环、将其之间结合的圆板状的连结底部、和等间隔的多个(设为3个进行例示)的肋构成，在肋之间的空间中插入缓冲部件。通过使与金属制蜗杆组合的蜗轮为树脂制，能够实现轻量化和静音化。3个肋分别由在径向的中央附近分离的外周侧肋和内周侧肋形成对结构。缓冲部件的连结部(参照图4)位于该外周侧肋与内周侧肋之间。在外周环的外周侧，具有与固定在马达轴上的蜗杆卡合的齿部。内周环的内周侧如图2(A)中可以看到，卡合在齿轮箱突出部上。
内周侧肋一体地连结在内周环的外周侧，此外，外周侧肋一体地连结在外周环的内周侧，并且分别一体地连结在连结底部上。通过将内周侧肋及外周侧肋都朝向中央附近的分离端侧做成锥形状，在分离端侧肋宽度变得最窄。进而，这些肋为从圆板状连结底部侧沿轴向朝向前端(沿图2(A)的右方向)变细的锥形状。
图4是表示由缓冲橡胶等构成的缓冲部件的图。缓冲部件被分割为相同形状的多个(设为6个进行例示)的圆弧状块，由位于径向的中央附近的连结部连结，整体上构成为环状。通过一体地连结，组装变得容易。此外，在各块的上面和下面上，为了使压缩时的接触位置稳定、使在各块上产生的力矩尽量均匀而形成有突起状的凸部。在各块之间，交替地配置着蜗轮的3个肋和输出板的3个缓冲部件压缩部。
图5是表示输出板的图，图5(A)表示与缓冲部件所位于的一侧相反侧的表面侧，图5(B)表示缓冲部件所位于的背面侧。图示的输出板通过以由树脂部(例如含有玻璃的尼龙制)将中央的金属板(例如钢板制)固定的方式嵌件成形而整体上构成为圆形状。在金属板的中央具备将输出轴定位并固定的输出轴结合部。设在树脂表面上的3处挖空部是用来实现轻量化的。
在背面侧等间隔地设有多个(设为3个进行例示)的缓冲部件压缩部在嵌件成形时一体地形成在圆板状部上，分别通过在径向的中央附近分离的外周侧压缩部和内周侧压缩部成对构成。另外，缓冲部件压缩部设为分别分割成内周侧和外周侧的3个而进行了例示，但也可以是4个以上，也不一定需要做成分割结构。通过将内周侧压缩部及外周侧压缩部都朝向中央附近的分离端侧做成锥形状，在分离端侧压缩部宽度变得最窄。进而，这些缓冲部件压缩部为从圆板状部沿轴向朝向前端(朝向缓冲部件侧)变细的锥形状。
图6是详细地表示图5所示的金属板的图，图6(A)表示主视图，图6(B)表示侧视图，图6(C)表示从正面观察的立体图。图示的金属板在内周侧为了成为输出轴卡合的输出轴结合部而做成花键形状，并且在外周侧设有细齿(波形的齿部)，整体上构成为圆板形状。另外，为了转矩传递用而具备的花键形状不仅是形成为例示那样的矩形凹部的槽形状(设为角度间距60度进行例示)，也可以是细齿形状。进而，为了使树脂的咬入变好，可以在金属板面上实施细小的凹凸(所谓的打点加工)。金属板的最外径为了在实现轻量化的同时维持输出轴固定强度，期望为输出轴径的2倍以上2.5倍以下。
在图示的金属板上，在外周与内周的中间部以圆周状等间隔地设有被插入从金属模伸出的销的多个(设为3个进行例示)定位孔部，进而，在该定位孔部之间，以等间隔设有多个(设以角度间距30度各3处，整体上设有9处，进行例示)旋转阻止孔部。使旋转阻止孔部的径向中心线与细齿山(波形齿部的顶部)的径向中心线一致，在与内周侧压缩部(参照图5)的中心线重合的部位上，没有设置旋转阻止孔部，代替它而在该位置上配置用于一体成形的金属模用的定位孔部。
外周侧的细齿至少在旋转阻止孔部的径向外侧位置，以具有向径向外侧突出的山部那样的相同的间距(设为15度间距进行例示)形成，将山部前端和谷部R倒角。旋转阻止孔部的角度间距(这里是30度)为细齿的2倍。在定位孔部的径向外侧位置上，将山部(细齿山)除去，将该部分做成圆弧形状，其底部为与齿根圆(以从金属板中心到齿根为半径的虚拟的圆)同径以下。这是因为，由于在比该除去位置靠外侧存在内周侧压缩部，所以使内周侧压缩部与金属板的距离尽量远离，防止块压缩时作用在树脂部与金属板的接合面上的应力集中，防止树脂的断裂。内周侧压缩部位于比该除去位置靠外径侧。因为同样的理由，将定位孔部尽量配置在内侧，所以配置在比排列旋转阻止孔部的圆周直径小径的圆周上。
将这样构成的金属板和树脂一体地嵌件成形。此时，如在图5中例示那样，树脂除了金属板的内周侧以外将其从两面覆盖。如图2(A)所示，止动环(C型定位环)位于输出板的表面侧(参照图5(A))的内周侧，所以将超过了止动环的外径的部分用树脂覆盖。在输出板的背面侧(参照图5(B))，至少除了输出轴结合部以外用树脂覆盖。
进行配置，以使得在金属板的冲切加工时产生的外周部的塌边侧(参照图6(B))成为输出板的具有压缩部的面侧，并且使毛刺侧成为与该具有压缩部的面相反方向。塌边侧必然角部形成为圆弧状(R面)，所以能够避免应力的集中。塌边可以为在制造工序中产生的原样，但也可以特意进行R(曲面)加工。此时，R尺寸期望为0.4～0.6mm。此外，如果对金属板的两面实施R加工，则在嵌件成形时能够表背面无关地使用。这样，能够制作参照图5在前面叙述那样的输出板。在该输出板中，不仅是进入到外周部的细齿(齿部)的树脂，而且进入到多个旋转阻止孔部中的树脂也作为圆周方向的旋转阻止部发挥功能，进而，进入到旋转阻止孔部中的树脂在缓冲部件被压缩时能够承受在将输出板提起的方向上作用的力。通过做成该构造，能够沿圆周方向传递10N·m(上限13N·m)的转矩。
在减速器部的组装时，将蜗轮、缓冲部件和输出板配置在齿轮箱内，从齿轮箱侧插通输出轴之后，将输出板向齿轮箱侧压缩而使输出轴结合在输出板结合部上。在此状态下，通过使止动环卡合在输出轴前端侧的止动环卡合槽(参照图2(B))中而固定。
实施例
输出轴及金属板的一例如以下这样。输出轴外径(A)：φ11.0mm，金属板外径(B)：φ24.92mm，金属板外径(B)/输出轴外径(A)＝24.92÷11.0≈2.27倍。
金属板(冷轧钢板SPCC)的厚度t2.0mm，通过使用淬火钢板(硬度提高)，能够使板厚为一半的t1.0mm，此外，通过使用铝合金(更轻量化)，板厚成为1.5倍的t3.0mm。旋转阻止孔部的孔径为金属板厚度t左右(0.9t～1.1t)的φ2.5mm，定位孔径为φ2.0mm。

Claims (5)

1.一种带有减速器的马达，由马达部和一体地组装在该马达部上的减速器部构成，使旋转轴延长到该马达部的外部，通过装备在减速器部内部的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、啮合在该蜗杆上的蜗轮、与该蜗轮经由缓冲部件固定的输出板、和固定在该输出板的中心、能够与该蜗轮一起旋转地构成的输出轴，
上述输出板由金属板、除了该金属板的内周侧以外将其覆盖而一体地嵌件成形的树脂部构成；
该树脂部在缓冲部件所位于的圆板状部背面侧等间隔地一体形成有多个缓冲部件压缩部；
上述金属板在其中央具备将输出轴定位固定的输出轴结合部，在外周侧设有细齿，并且，在外周和内周的中间部以圆周状设有多个旋转阻止孔部，
在多个定位孔部的各自之间，等间隔地设有上述旋转阻止孔部，使该旋转阻止孔部的径向中心线与外周侧细齿山的径向中心线一致，并且在与缓冲部件压缩部的中心线重合的部位上没有设置旋转阻止孔部，代替它而在该位置上配置有上述定位孔部。
2.如权利要求1所述的带有减速器的马达，上述金属板在比排列上述多个旋转阻止孔部的圆周直径小径的圆周上配置有用于一体成形的金属模用的多个定位孔部。
3.如权利要求1所述的带有减速器的马达，在上述定位孔部的径向外侧位置上，将细齿山除去，为了将上述缓冲部件压缩部定位，使该部分成为除去到比外周侧的细齿的齿根圆小径的圆弧状。
4.如权利要求1所述的带有减速器的马达，上述金属板的外径在上述输出轴的外径的2.0～2.5倍的范围中。
5.如权利要求1所述的带有减速器的马达，使在上述金属板的冲切加工时产生的外周部的塌边侧为输出板的具有上述缓冲部件压缩部的面侧，并且在与该具有缓冲部件压缩部的面相反方向上配置外周部的毛刺侧。 
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