CN104235331A - 齿轮箱以及齿轮箱的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种新构造的齿轮箱。齿轮箱(17)具备供马达安装的减速机的齿轮箱主体(18)。齿轮箱主体(18)具有：收容减速机的蜗轮的蜗轮收容部(22)；以及收容马达的一部分且具有马达安装开口部(20)的马达收容部(24)。马达收容部(24)在直线L1和直线L2之间的区域设有该马达收容部的底部，该直线L1通过蜗轮收容部(22)的中心(C1)且与马达轴的轴线(X)正交，该直线L2是在蜗轮收容部(22)的圆形的外周壁(26)的靠近马达侧的外缘部(26a)处通过的切线，并且与马达轴的轴线(X)正交。

Description

齿轮箱以及齿轮箱的制造方法
技术领域
本发明涉及一种齿轮箱，尤其是涉及在马达的减速机中使用的齿轮箱。
背景技术
一直以来，直流的小型马达在例如电动门窗用开闭装置、汽车用门锁开闭装置、电镜镜面驱动以及储存装置、空调装置等汽车用电装设备及其他各种设备中使用。在上述那样的设备中，使用将用于调整转矩、转速的减速机与马达形成为一体的马达单元。
例如，提出有一种马达单元，该马达单元具备由合成树脂一体成形的壳体、固定于壳体的DC马达、收容于壳体的内部的减速机构(参照专利文献1)。而且，在该马达单元的连接器部，用于将从电子控制单元引出的信号线、从电源电池引出的电源线连接于电路基板、DC马达的多个电气端子(端子)通过嵌件成形来设置。另外，连接器部与壳体一并由合成树脂一体成形。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特许第3568415号公报
发明概要
发明要解决的课题
然而，所述的马达单元中，马达与连接器部将收容蜗轮的壳体夹在中间而设置在相反侧。因此，马达单元的全长变长。
另外，有时将担负从连接器部到马达的供电路线的端子设置在壳体内。在该情况下，虽然考虑有在制造壳体之后将端子载置于壳体内的规定的位置的方法，但将端子高精度地载置并固定于壳体内的载置部并不容易。因此，作为设有端子的壳体的制造方法存在改善的余地。
发明内容
本发明是鉴于上述的状况而完成的，其目的在于提供一种新构造的齿轮箱。
解决方案
为了解决上述课题，本发明的某一方式的齿轮箱具备供马达安装的减速机的齿轮箱主体。齿轮箱主体具有：蜗轮收容部，其用于收容减速机的蜗轮；以及马达收容部，其用于收容马达的一部分，且具有马达安装开口部。马达收容部在直线L1和直线L2之间的区域设有马达收容部的底部，该直线L1通过蜗轮收容部的中心且与马达轴的轴线正交，该直线L2是在蜗轮收容部的圆形的外周壁的靠近马达侧的外缘部处通过的切线，并且与马达轴的轴线正交。
根据该方式，由于能够使马达更靠近齿轮箱主体的蜗轮收容部的中心，因此能够使马达单元整体小型化。
也可以使齿轮箱主体还具有供外部端子连接的供电开口部，马达安装开口部以及供电开口部形成于齿轮箱主体侧面的相同侧。由此，将马达、外部端子安装于齿轮箱时的作业性提高。
也可以使齿轮箱主体还具有供外部端子连接的供电开口部，马达安装开口部以及供电开口部形成为从齿轮箱主体侧面朝向彼此不同的方向开口。
也可以使所述齿轮箱还具备以使该端子的至少一部分埋设于齿轮箱主体的方式与该齿轮箱形成为一体的端子。也可以使端子配置为从马达安装开口部露出。由此，无需在齿轮箱内重新配置端子，制造工序能够简化。
也可以使端子具有以在蜗轮收容部的内周壁弯折的方式形成的弯曲部或者切口部。由此，能够将供马达的外壳端部插入的插入部设置在齿轮箱的内部的更靠里侧的位置。另外，能够以使端子不向蜗轮收容部的内壁露出的方式布局。
本发明的另一方式是齿轮箱的制造方法。该方法是通过使用模具而一体成形地制造供马达安装的减速机的齿轮箱主体的齿轮箱的制造方法，其特征在于，通过嵌件成形而使担负齿轮箱主体的两个开口部之间的导通的端子与齿轮箱主体形成为一体。
根据该方式，无需在齿轮箱内重新配置端子，制造工序能够简化。
两个开口部也可以是供马达的端子插入的马达安装开口部、以及供外部端子连接的供电开口部。由此，无需向齿轮箱主体组装其他部件的供电连接器、适配器，能够减少部件。另外，各开口部与齿轮箱主体一体形成，因此无需考虑在部件间的连接部处的气密性、防水性的衬垫、密封构件，能够进一步减少部件。
也可以使用用于载置端子的载置用模具和用于形成收容减速机的蜗轮的蜗轮收容部的外周壁的收容部模具，以使载置于载置用模具的端子不与收容部模具的同蜗轮收容部对应的部分接触的方式对该端子进行嵌件成形。由此，端子不会向蜗轮收容部的内周侧露出，从而能够实现防水性、绝缘性的提高。
也可以使载置用模具支承端子的一方侧，收容部模具在端子的与被支承的一侧相反的一侧设有浇口。由此，通过从浇口流入的材料(例如熔融树脂)的流动使端子朝向载置用模具变得容易按压，即便不完全地固定端子，也能够在成形时抑制端子移动。另外，端子借助载置用模具而仅在一方侧被支承，因此另一方侧在成形时完全被覆盖，因此也无需填埋因载置、保持用的销等来形成的孔。
也可以将浇口设置在如下的位置、即将端子从浇口向载置用模具按压的方向上所作用的注塑成形压P1大于使该端子从端子被支承的一侧远离载置用模具的方向上所作用的注塑成形压P2的位置。由此，例如，在因模具所产生的内腔的形状而使注塑成形压从多个方向作用于端子这样的情况下，即便不完全地固定端子、也能够在成形时抑制端子移动。
需要说明的是，以上的构成要素的任意组合、将本发明的表现在方法、装置、系统等之间进行变换的实施方式作为本发明的方式是有效的。
发明效果
根据本发明，能够提供一种供电时的连接可靠性高的端子。
附图说明
图1是从输出轴侧观察本实施方式所涉及的带有减速机的DC马达的主视图。
图2是表示本实施方式所涉及的齿轮箱的主要部分的俯视图。
图3是从A方向观察图2所示的齿轮箱的侧视图。
图4是图3所示的齿轮箱的B-B剖视图。
图5是图3所示的齿轮箱的C-C剖视图。
图6是本实施方式所涉及的第一插入端子的立体图。
图7中，图7(a)是从D1方向观察图6所示的第一插入端子的俯视图，图7(b)是从D2方向观察图6所示的第一插入端子的侧视图，图7(c)是从D3方向观察图6所示的第一插入端子的侧视图，图7(d)是从D4方向观察图6所示的第一插入端子的侧视图。
图8是本实施方式所涉及的第二插入端子的立体图。
图9中，图9(a)是从D5方向观察图8所示的第二插入端子的俯视图，图9(b)是从D6方向观察图8所示的第二插入端子的侧视图，图9(c)是从D7方向观察图8所示的第二插入端子的侧视图，图9(d)是从D8方向观察图8所示的第二插入端子的侧视图。
图10中，图10(a)是主要成形齿轮箱主体的外形的固定模具的立体图，图10(b)是主要成形齿轮箱主体的蜗轮收容部的可动模具的立体图，图10(c)是主要成形齿轮箱主体的两个开口部的滑动模具的立体图。
图11是从上方观察滑动模具的立体图。
图12是配置有两个插入端子的状态下的滑动模具的立体图。
图13是表示组装各模具的顺序的图。
图14是示意性地表示成形时的内腔内的浇口以及插入端子的位置与成形时的树脂的流动之间的关系的图。
附图标记说明：
10···马达，12···减速机，14···连接器，16···壳体，17···齿轮箱，18···齿轮箱主体，20···马达安装开口部，22···蜗轮收容部，22a···内周壁，22c···旋转轴，24···马达收容部，26···外周壁，26a···外缘部，28···供电开口部，30···第一插入端子，30a···销，30b···夹持部，30c···连结部，32a、32b、34···连接部，36···第二插入端子，36a···销，36b···夹持部，36c···连结部，40···固定模具，42···浇口，44···可动模具，46···凸部，48···滑动模具，50···凸部，50a···上表面，50b、50c、50d…槽部，50e、50f···端子插入部，52···凸部，52a···上表面，52b···槽部，52d、52e···端子插入部，54···柱状部，56···内腔，100···带有减速机的DC马达。
具体实施方式
本发明所涉及的齿轮箱在各种马达的减速机中使用，例如，作为带有减速机的马达，适于车辆的电动门窗系统、活动车顶、动力式可调座椅、门盖等汽车用电装设备。
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。需要说明的是，在附图的说明中，对相同的要素标注相同的附图标记，并适当地省略重复的说明。另外，以下所述的结构仅是示例，并不对本发明的范围作任何限定。
(带有减速机的马达)
图1是从输出轴侧观察本实施方式所涉及的带有减速机的DC马达100的主视图。带有减速机的DC马达100具备马达10、以及与马达10的转轴连结的减速机12。马达10具备筒状的壳体16。减速机12具有蜗轮、蜗杆、以及收容蜗轮和蜗杆的齿轮箱17。齿轮箱17具备圆筒状的齿轮箱主体18和罩19。用于从外部供电的连接器14部通过一体成形而设于齿轮箱主体18。
(齿轮箱)
图2是表示本实施方式所涉及的齿轮箱的主要部分的俯视图。图3是从A方向观察图2所示的齿轮箱的侧视图。图4是图3所示的齿轮箱的B-B剖视图。图5是图3所示的齿轮箱的C-C剖视图。
齿轮箱17具备供马达10安装的减速机12的齿轮箱主体18。齿轮箱主体18具有：收容减速机12的蜗轮的蜗轮收容部22；以及收容马达的一部分，具有马达安装开口部20的马达收容部24。马达收容部24在直线L1与直线L2之间的区域设有马达收容部的底部，该直线L1通过蜗轮收容部22的中心C1且与马达轴的轴线X正交，直线L2是在蜗轮收容部22的圆形的外周壁26的靠近马达侧的外缘部26a处通过的切线，并且与马达轴的轴线X正交。
由此，由于能够使马达更靠近齿轮箱主体18的蜗轮收容部22的中心C1，因此能够使马达单元整体小型化。
另外，齿轮箱主体18具有供外部端子连接的供电开口部28。
如图2至图5所示，马达安装开口部20以及供电开口部28一体形成于齿轮箱主体18侧面的相同侧。由此，将马达、外部端子安装于齿轮箱时的作业性提高。另外，与马达安装开口部20以及供电开口部28将齿轮箱主体18夹在中间而彼此设于相反侧的情况相比较，能够缩短带有减速机的DC马达100的全长。
需要说明的是，考虑到安装齿轮箱主体的装置的结构、组装性、外部端子的连接方向等，马达安装开口部以及供电开口部也可以形成为从齿轮箱主体侧面朝向彼此不同的方向开口。在该情况下，可以将马达安装开口部以及供电开口部设于齿轮箱主体侧面的不同侧，也可以在将马达安装开口部以及供电开口部设于齿轮箱主体侧面的相同侧且使开口部的朝向彼此不同。
(插入端子)
本实施方式所涉及的齿轮箱17具备在齿轮箱制造时通过嵌件成形而形成为一体的两个插入端子。如图4所示，第一插入端子30配置为担负从设于马达安装开口部20的一方的连接部32a到设于供电开口部28的连接部34之间的导通。另外，如图5所示，第二插入端子36配置为担负从设于马达安装开口部20的另一方的连接部32b到设于供电开口部28的连接部34之间的导通。
第一插入端子30、第二插入端子36以至少一部分埋设于齿轮箱主体18的方式与齿轮箱17形成为一体。另外，各插入端子以端部从马达安装开口部20露出的方式配置。由此，无需在制造了齿轮箱之后重新配置端子，制造工序能够简化。另外，各插入端子以端部从供电开口部28露出的方式配置。因此，由于能够将外部端子直接连接于插入端子，因此无需在供电开口部另行配置端子。
图6是本实施方式所涉及的第一插入端子的立体图。图7(a)是从D1方向观察图6所示的第一插入端子的俯视图，图7(b)是从D2方向观察图6所示的第一插入端子的侧视图，图7(c)是从D3方向观察图6所示的第一插入端子的侧视图，图7(d)是从D4方向观察图6所示的第一插入端子的侧视图。
第一插入端子30通过对板状的构件进行穿孔并使一部分塑性变形来制造。板状的构件是导电性高的金属、合金等，例如，优选铜、黄铜(铜和锌的合金)等。第一插入端子30在一方的端部形成有向供电开口部28的内部的连接部34突出的销30a，在另一方的端部形成有向马达安装开口部20的内部的连接部32a突出的夹持部30b。夹持部30b具有一对臂30b1。另外，第一插入端子30具有将销30a和夹持部30b连结起来的连结部30c。
销30a在安装于供电开口部28的、实现与电源、控制装置之间的导通的外部端子与连接部34处连接，用于供给信号、电力。另外，夹持部30b在向连接部32a突出的一对臂30b1的前端部处夹持向马达安装开口部20插入的马达的端子，从而实现电连接。
连结部30c具有以在蜗轮收容部22的内周壁22a弯折的方式形成的切口部(凹部)30c1。需要说明的是，也可以代替切口部30c1而设置弯曲部。
图8是本实施方式所涉及的第二插入端子的立体图。图9(a)是从D5方向观察图8所示的第二插入端子的俯视图，图9(b)是从D6方向观察图8所示的第二插入端子的侧视图，图9(c)是从D7方向观察图8所示的第二插入端子的侧视图，图9(d)是从D8方向观察图8所示的第二插入端子的侧视图。
第二插入端子36的材质、制造方法与第一插入端子30相同。第二插入端子36在一方的端部形成有向供电开口部28的内部的连接部34突出的销36a，在另一方的端部形成有向马达安装开口部20的内部的连接部32b突出的夹持部36b。夹持部36b具有一对臂36b1。另外，第二插入端子36具有将销36a与夹持部36b连结起来的连结部36c。
销36a在安装于供电开口部28的、实现与电源、控制装置之间的导通的外部端子与连接部34处连接，用于供给信号、电力。另外，夹持部36b在向连接部32a突出的一对臂36b1的前端部夹持向马达安装开口部20插入的马达的端子，从而实现电连接。
连结部36c具有以在蜗轮收容部22的内周壁22a弯折的方式形成的切口部(凹部)36c1、以及以不横穿图3所示的蜗杆开口38的方式弯折的弯折部36c2。需要说明的是，也可以代替切口部36c1而设置弯曲部。
如此，各端子具备弯折部，该弯折部具有形成为在蜗轮收容部22的内周壁22a弯折的形状，由此能够将收容马达的外壳的一部分的马达收容部24、连接部32a、32b设置在齿轮箱的内部的更靠里侧的位置。另外，能够将端子以不向蜗轮收容部22的内周壁22a露出的方式埋设于齿轮箱主体18，从而能够提高防水性、绝缘性。另外，由于成为齿轮箱17的输出轴的、蜗轮收容部22中的蜗轮的旋转轴22c(参照图4、图5)与马达10的与蜗杆侧相反的一侧的端部之间的距离变短，因此振动得以抑制。
需要说明的是，本实施方式所涉及的各插入端子30、36通过对一个轧制构件进行加工而构成，但并不局限于一个部件，也可以由多个部件构成。例如，也可以将插入端子30、36的与连结部30c、36c对应的部分由跨接线构成，将夹持部30b、36b、销30a、36a由其他部件构成。而且，也可以通过将插入端子的至少一部分埋设于齿轮箱主体18的方式，首先仅将跨接线嵌件成形于齿轮箱主体18，并将夹持部、销等端部部件压入齿轮箱主体18而与跨接线形成为一体。
(齿轮箱的制造方法)
接着，对本实施方式所涉及的齿轮箱的制造方法的优选例进行说明。该方法是使用模具而一体成形地制造供马达安装的减速机的齿轮箱主体的齿轮箱的制造方法。
图10(a)是主要成形齿轮箱主体的外形的固定模具的立体图，图10(b)是主要成形齿轮箱主体的蜗轮收容部的可动模具的立体图，图10(c)是主要成形齿轮箱主体的两个开口部的滑动模具的立体图。
图10(a)所示的固定模具40在模具内的内腔设有从外部导入熔融树脂的浇口42。10(b)所示的可动模具44设有用于形成齿轮箱主体18的与蜗轮的蜗轮收容部22对应的空间的圆筒状的凸部46。图10(c)所示的滑动模具48设有用于形成齿轮箱主体18的与马达安装开口部20、供电开口部28对应的空间的凸部50、凸部52。另外，滑动模具48中，用于形成供固定在马达10的马达轴上的蜗杆进入的空间的柱状部54设于凸部52之上。
图11是从上方观察滑动模具48的立体图。图12是载置有两个插入端子的状态下的滑动模具48的立体图。
如图11所示，滑动模具48在凸部50的上表面50a形成有3个槽部50b、50c、50d和两个端子插入部50e、50f。另外，在凸部52的上表面52a形成有两个槽部52b、52c和两个端子插入部52d、52e。
第一插入端子30在销30a插入端子插入部52d、夹持部30b插入端子插入部50f的状态下使连结部30c由槽部50b、52b支承。换句话说，在滑动模具48的端子插入部52d、50f和槽部50b、52b这4处位置从一侧保持第一插入端子30，第一插入端子30并未保持于其他模具。因此，第一插入端子30以与被保持的一侧相反的一侧在整体上由树脂覆盖的方式嵌件成形。
另外，第二插入端子36在销36a插入端子插入部52e、夹持部36b插入端子插入部50e的状态下使连结部36c的切口部36c1由槽部50c、52c支承，弯折部36c2由槽部50d支承。换句话说，在滑动模具48的端子插入部52e、50e和槽部50c、50d、52c这5处位置从一侧保持第二插入端子36，第二插入端子36并未保持于其他模具。因此，第二插入端子36以与被保持的一侧相反的一侧在整体上由树脂覆盖的方式嵌件成形。
图13是表示组装各模具的顺序的图。如图13所示，将载置有插入端子的滑动模具48与可动模具44对合，进而与固定模具40对合。在该状态下，从所述的固定模具40的浇口42向模具内的内腔注入熔融树脂，担负齿轮箱主体的两个开口部之间的导通的第一插入端子30、第二插入端子36通过嵌件成形而与齿轮箱主体18形成为一体。
如此，本实施方式所涉及的制造方法使用载置第一插入端子30以及第二插入端子36的载置用的滑动模具48、以及形成收容减速机的蜗轮的蜗轮收容部22的外周壁26的固定模具40以及可动模具44。而且，载置于滑动模具48的各插入端子以不与滑动模具48同蜗轮收容部22对应的圆筒状的凸部46接触的方式嵌件成形。由此，各插入端子不向蜗轮收容部22的内周侧露出，从而能够实现防水性、绝缘性的提高。另外，根据该方法，无需在齿轮箱内重新配置端子，制造工序能够简化。
另外，本实施方式所涉及的齿轮箱主体18的两个开口部是供马达的端子插入的马达安装开口部20、以及供外部端子连接的供电开口部28。因此，无需向齿轮箱主体18组装其他部件的供电连接器、适配器，能够减少部件。另外，由于各开口部一体形成于齿轮箱主体18，因此无需考虑了部件间的连接部处的气密性、防水性的衬垫、密封构件，能够进一步减少部件，并且能够因连接部的减少而提高气密性、且实现防水性的提高、静音化。另外，伴随着部件件数的减少，还能够实现组装工时的削减。另外，其他部件的供电连接器、适配器连接器所需要的空间也变得不再必要，从而能够实现齿轮箱、带有减速机的马达的小型、轻型化。
另外，在本实施方式所涉及的各模具中，滑动模具48支承各插入端子的一方侧，固定模具40在各插入端子的与被支承的一侧相反的一侧设有浇口42。图14是示意性地示出成形时的内腔内的浇口以及插入端子的位置与成形时的树脂的流动之间的关系的图。
如图14所示，通过使用本实施方式所涉及的各模具，借助从浇口42流入的熔融树脂材料的流动而使第一插入端子30、第二插入端子36朝向滑动模具48变得容易按压，即便不完全地固定各插入端子30、36、也能够在成形时抑制端子移动(浮动)。另外，各插入端子30、36借助滑动模具48而仅在一方侧被支承，因此另一方侧在成形时被完全覆盖，因此也无需填埋因载置、保持用的销等而形成的孔。
另外，在本实施方式所涉及的由各模具形成的内腔56的中央存在可动模具44的柱状的凸部46。因此，从浇口42注入的熔融树脂材料经由多个流路而覆盖各插入端子30、36。另外，在滑动模具48与各插入端子30、36之间存在空间的情况下，根据熔融树脂的流动，注塑成形压P2有时朝向使各插入端子30、36浮起的方向作用于各插入端子30、36。
因此，本实施方式所涉及的浇口42设置在如下的位置，该位置是使插入端子从浇口42向滑动模具48按压的方向所作用的注塑成形压P1比将该端子从支承端子一侧向远离载置用模具的方向所作用的注塑成形压P2大的位置。由此，在借助由模具产生的内腔的形状而从多个方向对端子作用注塑成形压这样的情况下，即便不完全地固定端子、也能够抑制在成形时端子移动。
以上，虽然参照上述的实施方式对本发明进行了说明，但本发明并不局限于上述的实施方式，适当地组合或置换实施方式的结构而成的构造也包含在本发明中。另外，还能够基于本领域技术人员的知识而适当地改变实施方式中的组合、处理的顺序，或者相对于实施方式加以各种设计变更等变形，加以上述变形的实施方式也能够包含在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种齿轮箱，其特征在于，
该齿轮箱具备供马达安装的减速机的齿轮箱主体，
所述齿轮箱主体具有：
蜗轮收容部，其用于收容减速机的蜗轮；以及
马达收容部，其用于收容马达的一部分，且具有马达安装开口部，
所述马达收容部在直线L1和直线L2之间的区域设有该马达收容部的底部，所述直线L1通过所述蜗轮收容部的中心且与马达轴的轴线正交，所述直线L2是在所述蜗轮收容部的圆形的外周壁的靠近马达侧的外缘部处通过的切线，并且与马达轴的轴线正交。
2.根据权利要求1所述的齿轮箱，其特征在于，
所述齿轮箱主体还具有供外部端子连接的供电开口部，
所述马达安装开口部以及所述供电开口部形成于齿轮箱主体侧面的相同侧。
3.根据权利要求1所述的齿轮箱，其特征在于，
所述齿轮箱主体还具有供外部端子连接的供电开口部，
所述马达安装开口部以及所述供电开口部形成为从齿轮箱主体侧面朝向彼此不同的方向开口。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的齿轮箱，其特征在于，
所述齿轮箱还具备以使其至少一部分埋设于所述齿轮箱主体的方式与该齿轮箱形成为一体的端子，
所述端子配置为从所述马达安装开口部露出。
5.根据权利要求4所述的齿轮箱，其特征在于，
所述端子具有以在所述蜗轮收容部的内周壁弯折的方式形成的弯曲部或者切口部。
6.一种齿轮箱的制造方法，该齿轮箱的制造方法通过使用模具而一体成形地制造供马达安装的减速机的齿轮箱主体，其特征在于，
通过嵌件成形而使担负齿轮箱主体的两个开口部之间的导通的端子与齿轮箱主体形成为一体。
7.根据权利要求6所述的齿轮箱的制造方法，其特征在于，
所述两个开口部是供马达的端子插入的马达安装开口部、以及供外部端子连接的供电开口部。
8.根据权利要求6或7所述的齿轮箱的制造方法，其特征在于，
使用用于载置所述端子的载置用模具和用于形成收容减速机的蜗轮的蜗轮收容部的外周壁的收容部模具，以使载置于所述载置用模具的端子不与所述收容部模具的同所述蜗轮收容部对应的部分接触的方式对该端子进行嵌件成形。
9.根据权利要求8所述的齿轮箱的制造方法，其特征在于，
所述载置用模具支承所述端子的一方侧，
所述收容部模具在所述端子的与被支承的一侧相反的一侧设有浇口。
10.根据权利要求9所述的齿轮箱的制造方法，其特征在于，
所述浇口设置在如下的位置、即将所述端子从浇口向所述载置用模具按压的方向上所作用的注塑成形压P1大于使该端子从所述端子被支承的一侧远离所述载置用模具的方向上所作用的注塑成形压P2的位置。
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