JP2003097671A - ウォーム減速機付小型モータ及びその製造方法 - Google Patents

ウォーム減速機付小型モータ及びその製造方法

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JP2003097671A
JP2003097671A JP2001293743A JP2001293743A JP2003097671A JP 2003097671 A JP2003097671 A JP 2003097671A JP 2001293743 A JP2001293743 A JP 2001293743A JP 2001293743 A JP2001293743 A JP 2001293743A JP 2003097671 A JP2003097671 A JP 2003097671A
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small motor
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Takahiro Akimoto
隆宏 秋本
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Mabuchi Motor Co Ltd
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Mabuchi Motor Co Ltd
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  • Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐逆転性の向上及びモータ出力性能の安定性
を確保しつつ、より一層低コストでウォームの表面処理
をすることを目的としている。 【解決手段】 ウォーム減速機付小型モータは、モータ
軸に固定されたウォームとウォームホイールから構成さ
れるウォーム減速機を介して、小型モータからの駆動ト
ルクを出力する。本発明は、このウォームとして、耐摩
耗性を向上させる窒化処理をした後に表面を安定させて
摩擦係数を所望の値にコントロールするビーズショット
処理をしたものを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の窓ガラス
の開閉の防犯安全用等に用いるために、ウォーム減速機
のウォームに特定の表面処理を施して、モータ出力特性
を保持しつつ所望の耐逆転性を維持するようにしたウォ
ーム減速機付小型モータに関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、ウォーム減速機付小型モータに
おいては、歯面及びその他摺動部の初期摩耗(なじみ)
時には伝達効率が非常に良くなり、さらに歯面の摩耗が
進むと、逆に噛み合い率が低下する傾向にある。そのた
め使用時間に対し耐逆転性(セルフロック)とモータ出
力性能とが大きく変化する結果となり、耐逆転性が必要
な例えば窓ガラスの上下開閉をさせる自動車のパワーウ
インドウに使用する用途例では、窓ガラスが外部から開
けられるといった不都合が生じる。
【0003】従って、耐逆転性が必要とされる場合、従
来のウォーム減速機付小型モータにおいては、ウォーム
の進み角を極端に小さくするか、又はモータ内部にブレ
ーキ装置を内蔵し、耐逆転性を確保するようにしてい
た。しかしながら、前者のウォームの進み角による耐逆
転性の確保では、耐逆転性を確保できる状態にまでウォ
ームの進み角を極端に小さくすると、ウォーム外径が必
然的に大きくなり、ウォーム減速機付小型モータの小型
化ができない欠点があった。後者のモータ内部にブレー
キ装置を内蔵する耐逆転性の確保では、部品点数が増加
し、組立工数が増加する欠点があった。さらに上記いず
れの手法もモータ出力性能を大きく犠牲にしなければな
らない欠点もあった。
【0004】このため、本出願人は、ウォームに特定の
表面処理を施すことにより、ウォーム歯面に適度な表面
粗さを持たせ、噛み合いのなじんだ状態においてもその
表面粗さを維持し得るウォーム減速機付小型モータを開
発した(特許第2636958号参照)。
【0005】このウォーム減速機付小型モータは、ウォ
ームの歯面において、梨地状に荒らす処理が施されてお
り、かつその上に、当該梨地状に荒らされた歯面を維持
する耐摩耗性を向上させる表面処理が施されている。具
体的には、ウォームには、モータ軸に固定される前の単
体部品の段階で、ショットブラストを行いRz(10点平均
粗さ)にて2〜10μ程度の表面粗さを歯面に与え、その
表面粗さを維持させるために無電解ニッケルメッキを付
け、更に表面の硬度を増すためにベーキング処理が行わ
れる。
【0006】このように、ウォームには表面処理が施さ
れて、歯面の表面粗さがコントロールされているので、
ウォームとヘリカルギアとの間に適切な摩擦力を得るこ
とができ、その摩擦力を維持するための処理が施されて
いるので、その適切な摩擦力が維持される。これによっ
て、ウォーム減速機付小型モータの他の性能に悪影響を
与えることなく、耐逆転性の向上及びモータ出力性能の
安定性を確保することが可能となっている。
【0007】しかし、このようなウォームの表面処理
は、低コストでは行えない。この種ウォーム減速機付小
型モータは、通常大量生産されるものであることを考慮
すれば、より一層低コストな表面処理方法によって、耐
逆転性の向上及びモータ出力性能の安定性を確保するこ
とが求められる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、係
る問題点を解決して、ウォーム減速機付小型モータにお
いて、耐逆転性の向上及びモータ出力性能の安定性を確
保しつつ、より一層低コストでウォームの表面処理をす
ることを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明のウォーム減速機
付小型モータは、モータ軸に固定されたウォームとウォ
ームホイールから構成されるウォーム減速機を介して、
小型モータからの駆動トルクを出力する。本発明は、こ
のウォームとして、耐摩耗性を向上させる窒化処理をし
た後に表面を安定させて摩擦係数を所望の値にコントロ
ールするビーズショット処理をしたものを用いたことを
特徴とする。
【0010】また、本発明のウォーム減速機付小型モー
タの製造方法は、ウォームには、モータ軸に固定される
前の単体部品の段階で、耐摩耗性を向上させる処理とし
て窒化処理をし、その後、該窒化処理により荒れた表面
をある程度滑らかにする処理としてビーズショット処理
をして、摩擦係数を所望の値にコントロールしたことを
特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】図1は本発明を適用することので
きる減速機付小型モータを例示する図であり、(A)は
ウォーム減速機部分を断面で示す減速機付小型モータの
全体図であり、(B)はウォーム部を拡大して示す断面
図である。
【0012】図において、モータ部1はねじ7を介して
減速機部2に取付けられ、そのモータ軸3の先端部は軸
受8で軸止されている。ウォーム4は、図1(B)に図
示されている如く、上記モータ軸3に嵌合するウォーム
嵌合孔9を備え、当該ウォーム嵌合孔9において上記モ
ータ軸3に形成されているナール加工部10でモータ軸3
に固定される構造が用いられている。
【0013】ウォーム4にはウォームホイールを構成す
るヘリカルギア5が噛み合わされているので、モータ部
1から出力された駆動トルクは、モータ軸3からウォー
ム4に伝達され、減速機部2においてウォーム4からヘ
リカルギア5に駆動トルクが伝わり、出力軸6から外部
にトルクが取り出される。
【0014】図示したウォーム減速機付小型モータの構
成自体は、特許第2636958号公報に開示されてい
るように公知のものである。本発明の特徴とするウォー
ムの表面処理は、図示した構成に限らず、ウォーム減速
機を介して小型モータからの駆動トルクを出力するウォ
ーム減速機付小型モータであれば、等しく適用すること
が可能である。以下、本発明の特徴とするウォームの表
面処理について説明する。
【0015】モータ部1からの駆動トルクが伝達される
ウォーム4には、モータ軸3に固定される前の単体部品
の段階で、表面粗さが変化しないように耐摩耗性を向上
させる処理として、窒化処理が行われる。しかし、窒化
処理後の表面は、硬いけれども荒れていて、摩擦係数が
高くなっている。そのため、表面を安定させてある程度
滑らかにするために、ビーズショット処理をして、摩擦
係数を所望の値にコントロールする。特許第26369
58号を参照して前述したように、ウォーム歯面の表面
粗さは、Rz(10点平均粗さ)にて1〜10μ程度が
望ましいことが知られている。
【0016】ここで行われたビーズショット処理は、ガ
ラスビーズ、アルミナビーズなどの、先鋭な稜角を取り
除いた球状体(ビーズ)を、被処理体表面に噴射して表
面処理する方法であるが、このビーズショット処理自体
は、むしろ表面粗さを与える処理として従来より公知の
処理方法である。本発明は、このようなビーズショット
処理を、前述したように、表面をある程度平滑にする処
理として用いる。なお、球状のビーズであれば、ガラス
以外にも、アルミナ、スチール、セラミック、ナイロン
等を用いることができるが、球状以外の形状のメディア
は、ウォーム表面の凹凸が鋭くなりすぎ、そのため、耐
逆転性が高すぎて、トルクが低くくなるため、使用する
ことはできない。このようにして、表面処理をしたウォ
ームは、通常の組み立て技術に従い、ウォーム減速機付
小型モータに組み立てられる。
【0017】
【実施例】窒化処理の一例は以下の通りである。ウォー
ムギア内径をシャフトでマスキングした後、余熱炉で3
50゜C±50゜Cの温度に予熱する。その後、565
゜C±5゜Cの温度で、120分±5分間、軟窒化処理
する。次に、200゜C以下に、5分以上油冷した後、
30秒以上水冷する。さらに、洗浄した後、ウォームを
シャフトから取り外し、その後再度洗浄して、この窒化
処理を終える。ビーズショット処理の一例は以下の通り
である。ショットメディアとして、ガラスビーズ(#2
00、即ち粒径が74〜88μm)を用いる。1回の処
理数量として、500±20個のウォームをかごの中に
入れて、かごを回転させながらガラスビーズをショット
する。この1回の処理に、3500〜4500gのガラ
スビーズを使用して、100〜400mmの噴射距離か
ら、0.3〜0.4MPaの噴射圧で、20〜40分の
処理時間噴射することにより、処理する。
【0018】以下に示す表1は、上述した条件に基づき
表面処理した実施例製品のトルク推移の実験データであ
る。各製品(モータNo.1〜4)について、出力トル
クを、所定サイクル後毎に測定した。この表1(以下の
表も同様)において、回転方向の「CW、CCW 」は自動車
のパワーウインドウにおける右側窓、左側窓用の各回転
方向を表し、また「サイクル」は自動車のパワーウイン
ドウにおける窓ガラスの上げ下げ1回を1サイクルとし
ている。表2は、表1と同様なデータを示すが、特許第
2636958号より抜粋した従来技術製品のものであ
る。これら2つの表における平均値をグラフにして対比
したのが、図2である。
【0019】図2に見られるように、出力トルクが、本
発明の実施例製品は従来技術製品と同様に安定している
ことが分かる。むしろ、30000サイクルを越えて
も、出力トルクは低下しないという点では、本発明の方
が優れた特性を有している。
【0020】
【0021】 データは、特許第2636958号より抜粋
【0022】以下に示す表3は、上述した条件に基づき
表面処理した実施例製品の耐逆転性推移の実験データで
ある。各製品(モータNo.1〜4)について、耐逆転
性を、所定サイクル毎に測定した。表4は、表3と同様
なデータを示すが、特許第2636958号より抜粋し
た従来技術製品のものである。これら2つの表における
平均値をグラフにして対比したのが、図3である。図3
に見られるように、耐逆転性が、本発明の実施例製品は
非常に安定していることが分かる。
【0023】
【0024】 データは、特許第2636958号より抜粋
【0025】
【発明の効果】本発明は、前述したように、長時間使用
後も、非常に安定した出力トルク及び耐逆転性が得られ
るという効果がある。それに加えて、本発明は、このよ
うな優れた効果を低コストの表面処理によって達成する
ことができる。特許第2636958号に示された従来
の表面処理の単価25円に対して、本発明によれば、1
0円以下にまで低下させることが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例説明図であり、(A)はウォ
ーム減速機部分の断面図、(B)はウォームの拡大断面
図である。
【図2】本発明実施例製品と従来技術製品との出力トル
クを比較したモデル特性曲線の一例図である。
【図3】本発明実施例製品と従来技術製品との耐逆転性
を比較したモデル特性曲線の一例図である。
【符号の説明】
1 モータ部 2 減速機部 3 モータ軸 4 ウォーム 5 ヘリカルギア 6 出力軸
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H02K 7/116 H02K 7/116 Fターム(参考) 3J009 DA16 EA06 EA19 EA23 EA32 EB08 FA04 FA14 3J030 AC10 BA03 BC03 CA10 4K028 AA02 AB06 AC04 5H607 AA00 BB01 BB26 CC01 CC03 CC09 DD03 DD19 EE32 EE36

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 モータ軸に固定されたウォームとウォー
    ムホイールから構成されるウォーム減速機を介して、小
    型モータからの駆動トルクを出力するウォーム減速機付
    小型モータにおいて、前記ウォームとして、耐摩耗性を
    向上させる窒化処理をした後に表面を安定させて摩擦係
    数を所望の値にコントロールするビーズショット処理を
    したものを用いたことを特徴とするウォーム減速機付小
    型モータ。
  2. 【請求項2】 モータ軸に固定されたウォームとウォー
    ムホイールから構成されるウォーム減速機を介して、小
    型モータからの駆動トルクを出力するウォーム減速機付
    小型モータの製造方法において、 前記ウォームには、モータ軸に固定される前の単体部品
    の段階で、耐摩耗性を向上させる処理として窒化処理を
    し、 該窒化処理により荒れた表面をある程度滑らかにする処
    理としてビーズショット処理をして、摩擦係数を所望の
    値にコントロールした、 ことを特徴とするウォーム減速機付小型モータの製造方
    法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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