JP2006187177A

JP2006187177A - 減速機構付モータ

Info

Publication number: JP2006187177A
Application number: JP2004380752A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Shimoyama; 正之下山; Makoto Uchida; 誠内田; Yasuo Ohashi; 弥寿夫大橋; Asami Hayashi; 朝美林
Original assignee: Jidosha Denki Kogyo KK
Current assignee: Jidosha Denki Kogyo KK
Priority date: 2004-12-28
Filing date: 2004-12-28
Publication date: 2006-07-13

Abstract

【課題】一対のカウンタギヤの各小径ギヤのピッチに対する弦歯厚の歯厚比率を変更することで歯幅を増やさずに伝達強度を大幅に向上できる減速機構付モータを提供する。
【解決手段】モータ軸１４の一端に配設された一対のウォーム１５，１５′と、該ウォームに噛合する大径ギヤ２５ａと該大径ギヤと一体に回転する小径ギヤ２５ｂを有する一対のカウンタギヤ２５，２５と、該カウンタギヤの各小径ギヤに噛合された大径の出力ギヤ２７とを備えた減速機構付モータ１０において、小径ギヤをアンダーカットが起きる歯数にした場合に該小径ギヤをプラス転位させると共に、該小径ギヤのピッチ円上の弦歯厚を減らしてピッチに対する弦歯厚の歯厚比率を０．４５以下に形成し、大径の出力ギヤをマイナス転位させると共に、該大径の出力ギヤのピッチ円上の弦歯厚を増やした。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、自動車のワイパモータやパワーウインドモータ等に用いて好適な減速機構付モータに関する。

この種の減速機構付モータの減速機構に用いられる大小の歯車は、図７に示すように、小歯車Ｓ側の切り下げ（アンダーカット）による歯元強度の低下を防止するために小歯車Ｓ側をプラス転位させ、さらに、両歯車の軸間距離を同一にするために大歯車Ｌ側をマイナス転位させるようにするのが一般的である。

また、これとは逆に、大歯車側をプラス転位させて歯元強度を増加させ、かつ小歯車側をマイナス転位させて歯元強度のバランスをとるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−４５７１６号公報（段落番号００２３）

前記従来の大歯車と小歯車から成る減速機構では、大歯車側をプラス転位させ、かつ小歯車側をマイナス転位させた場合に、小歯車の歯数がある程度多い場合は問題はないが、小歯車側の歯数が少なくなると、転位量が０でもアンダーカットが生じるため、単にマイナス転位では正規噛合範囲が減少し、噛合い率も小さくなってしまい、小歯車のアンダーカットが大きくなって伝達強度が弱くなる欠点があった。

そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、一対のカウンタギヤの各小径ギヤをアンダーカットが起きる歯数にした場合に、ピッチに対する弦歯厚の歯厚比率を変更することで歯幅を増やすことなく伝達強度を大幅に向上させることができる減速機構付モータを提供することを目的とする。

請求項１の発明は、回転自在に支持されたモータ軸と、このモータ軸の一端近傍にねじの捩じれ方向を互いに逆向きにして形成された一対のウォームと、前記モータ軸を挾んで対向し、前記一対のウォームにそれぞれ噛合する大径ギヤと該大径ギヤと一体に回転する小径ギヤを有する一対のカウンタギヤと、この一対のカウンタギヤの各小径ギヤに噛合された大径の出力ギヤとを備え、これら一対のウォームと一対のカウンタギヤ及び大径の出力ギヤとで減速機構を構成した減速機構付モータにおいて、前記各カウンタギヤの前記小径ギヤをアンダーカットが起きる歯数にした場合に該小径ギヤをプラス転位させて形成すると共に、該小径ギヤのピッチ円上の弦歯厚を減らしてピッチに対する弦歯厚の歯厚比率を０．４５以下に形成し、かつ、前記大径の出力ギヤをマイナス転位させて形成すると共に、該大径の出力ギヤのピッチ円上の弦歯厚を増やしたことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１記載の減速機構付モータであって、前記各カウンタギヤの前記小径ギヤを金属で形成すると共に、該小径ギヤの歯数を１２枚以下とし、かつ、前記大径の出力ギヤを合成樹脂で形成したことを特徴とする。

以上説明したように、請求項１の発明によれば、一対のカウンタギヤの各小径ギヤをアンダーカットが起きる歯数にした場合に該小径ギヤをプラス転位させて形成すると共に、該小径ギヤのピッチ円上の弦歯厚を減らしてピッチに対する弦歯厚の歯厚比率を０．４５以下に形成し、かつ、大径の出力ギヤをマイナス転位させて形成すると共に、該大径の出力ギヤのピッチ円上の弦歯厚を増やしたことにより、一対のカウンタギヤの各小径ギヤをアンダーカットが起きる歯数にしても、歯厚比率を変更することで歯幅を増やすことなく伝達強度を大幅に向上させることができる。

請求項２の発明によれば、一対のカウンタギヤの各小径ギヤを金属で形成すると共に、該各小径ギヤの歯数を１２枚以下とし、かつ、大径の出力ギヤを合成樹脂で形成したことにより、正規噛合範囲の減少を防いで噛合い率を損なわない最小限とすることができて、高減速比を得ることができる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は本発明の一実施形態の減速機構付モータを示す断面図、図２は同減速機構付モータの減速機構の平面図、図３は同減速機構に用いられるカウンタギヤの断面図、図４は同減速機構に用いられる出力ギヤとカウンタギヤの噛合関係を示す説明図、図５は同カウンタギヤの小径ギヤの各プラス転位を示す説明図、図６は同出力ギヤとカウンタギヤの弦歯厚の増減状態を示す拡大説明図である。

図１に示すように、減速機構付モータ１０は、例えば、自動車のワイパモータとして用いて好適なものであり、一端側が開口した略円筒状のヨーク（モータケース）１１と、このヨーク１１の開口端１１ａの周りのフランジ部１１ｂを図示しないビス等を介して締結固定したギヤケース２１とを備えている。ヨーク１１の内周面１１ｃには一対のマグネット１２，１２を接着剤等を介して固着してある。そして、ヨーク１１の他端の有底筒部１１ｄに嵌合された軸受１３ａと、ギヤケース２１の軸穴２２の両端近傍に嵌合された軸受１３ｂ，１３ｃとでアーマチュア軸（モータ軸）１４を回転自在に支持してある。

アーマチュア軸１４は、その先端（一端）１４ａの近傍にねじの捩じれ方向を互いに逆向きにした一対のウォーム１５，１５′を形成してある。また、アーマチュア軸１４の一対のマグネット１２，１２に対向する位置にはアーマチュア１６を取り付けてある。このアーマチュア１６は、アーマチュア軸１４に固定され、所定のスロット数のコイル巻回部１６ｂを持つアーマチュアコア１６ａと、このアーマチュアコア１６ａのコイル巻回部１６ｂに巻き回されたアーマチュアコイル１６ｃとで構成されている。

また、アーマチュア軸１４のヨーク１１とギヤケース２１との境部分に対向する位置には、コンミュテータ１７を固定してある。このコンミュテータ１７はアーマチュアコア１６ａのコイル巻回部１６ｂと同数のコンミュテータ片１７ａを備えていて、各コンミュテータ片１７ａとアーマチュアコイル１６ｃとは電気的にそれぞれ接続されている。

さらに、ギヤケース２１の軸穴２２の開口端は大径穴部２２ａとなっており、この大径穴部２２ａ内のコンミュテータ１７に対向する位置には、ホルダ１８を介して一対のブラシ１９，１９をコンミュテータ片１７ａに接触するように取り付けてある。各ブラシ１９は図示しないモータ制御回路にそれぞれ電気的に接続されている。そして、このモータ制御回路のスイッチをオフからオンに切り替えると、電流がアーマチュア１６等に流れてアーマチュア軸１４が回転するようになっている。

ギヤケース２１の略中央には軸穴２２を形成してあり、この軸穴２２に連通して凹状の減速機構収納部２３を形成してある。この減速機構収納部２３の底壁の一対のウォーム１５，１５′を挾む所定位置には、各支軸２４を介して金属製のカウンタギヤ２５をそれぞれ回転自在に支持してある。さらに、減速機構収納部２３のアーマチュア軸１４の先端１４ａ寄りの位置には支軸２６を介して大径で合成樹脂製の出力ギヤ２７を回転自在に支持してある。これら一対のウォーム１５，１５′と一対のカウンタギヤ２５，２５及び出力ギヤ２７はギヤケース２１の減速機構収納部２３内に収納され、減速機構３０を構成している。

図１，図２に示すように、一対のカウンタギヤ２５，２５は、一対のウォーム１５，１５′に噛合する大径ギヤ２５ａと、この大径ギヤ２５ａに一体形成され、大径の出力ギヤ２７に噛合する小径ギヤ２５ｂとで構成されている。そして、各カウンタギヤ２５は、図３に示すように、大径ギヤ２５ａ及び小径ギヤ２５ｂの中心に形成された凹部２５ｃを介して支軸２４に回転自在に支持されている。

また、大径の出力ギヤ２７は合成樹脂により形成されている。さらに、一対のカウンタギヤ２５，２５は、その各小径ギヤ２５ｂの部分が例えば焼結処理された金属から形成され、高強度化されている。

また、大径の出力ギヤ２７は、歯数４７枚、転位量が０の場合にその歯先円を基準としてピッチ円上の弦歯厚は１．５７１ｍｍ、ピッチに対する弦歯厚の歯厚比率は０．５００であり、一対のカウンタギヤ２５，２５の各小径ギヤ２５ｂは、歯数１２枚、転位量が０の場合にその歯先円を基準としてピッチ円Ｐ上の弦歯厚は１．５７１ｍｍ、ピッチに対する弦歯厚の歯厚比率は０．５００であるが、本実施形態では、図５及び図６に示すように、一対のカウンタギヤ２５，２５の各小径ギヤ２５ｂはアンダーカットが起きる歯数である１２枚であるため、該各小径ギヤ２５ｂを０．１プラス転位させて弦歯厚を１．６４４ｍｍに形成した後（この時の歯厚比率は０．５２３）で、該小径ギヤ２５ｂの弦歯厚を０．３００ｍｍ減らして１．３４４ｍｍに形成し、ピッチに対する弦歯厚の歯厚比率を０．４２８（≦０．４５）に形成してある。また、大径の出力ギヤ２７を０．１マイナス転位させて弦歯厚を１．４９８ｍｍに形成した後（この時の歯厚比率は０．４７７）で、該大径の出力ギヤ２７のピッチ円上の弦歯厚を０．３ｍｍ増やして１．７９８ｍｍに形成し、その歯厚比率を０．５７２に形成してある。

以上実施形態の減速機構付モータ１０によれば、減速機構３０を一対のウォーム１５，１５′と該一対のウォーム１５，１５′に各大径ギヤ２５ａを噛合させた一対のカウンタギヤ２５，２５及び該一対のカウンタギヤ２５，２５の各小径ギヤ２５ｂに噛合する大径の出力ギヤ２７とで構成し、一対のカウンタギヤ２５，２５の各小径ギヤ２５ｂをアンダーカットが起きる歯数である１２枚にした場合に、該各小径ギヤ２５ｂをプラス転位させて形成すると共に、該各小径ギヤ２５ｂのピッチ円Ｐ上の弦歯厚を減らしてピッチに対する弦歯厚の歯厚比率を０．４５以下に形成し、かつ、大径の出力ギヤ２７をマイナス転位させて形成すると共に、該大径の出力ギヤ２７のピッチ円上の弦歯厚を増やしたことにより、一対のカウンタギヤ２５，２５の各小径ギヤ２５ｂをアンダーカットが起きる歯数を１２枚に形成しても、各小径ギヤ２５ｂ及び大径の出力ギヤ２７のピッチに対する弦歯厚の歯厚比率を変更することでそれらの歯幅を増やすことなく伝達強度を大幅に向上させることができる。

また、一対のカウンタギヤ２５，２５の各小径ギヤ２５ｂを焼結処理された金属から形成して高強度化すると共に、該各小径ギヤ２５ｂの歯数を１２枚とし、かつ、大径の出力ギヤ２７を合成樹脂で形成したことにより、正規噛合範囲の減少を防いで噛合い率を損なわない最小限とすることができて、高減速比を得ることができる。

さらに、一対のカウンタギヤ２５，２５の各小径ギヤ２５ｂを焼結処理された金属から形成して高強度化したことにより、高温の雰囲気状態のもとで使用されても耐久性を改善することができる。また、各小径ギヤ２５ｂ側のみの材料強度を上げることで、噛合い率を損なわないところでアンダーカットを許容することができる。

尚、前記実施形態によれば、小径ギヤの歯数が１２枚のカウンタギヤを用いたが、小径ギヤの歯数は１２枚に限らず、１０枚の小径ギヤを有するカウンタギヤを用いても良い。

本発明の一実施形態の減速機構付モータを示す断面図である。上記減速機構付モータの減速機構の平面図である。上記減速機構に用いられるカウンタギヤの断面図である。上記減速機構に用いられる出力ギヤとカウンタギヤの噛合関係を示す説明図である。上記減速機構のカウンタギヤの小径ギヤの各プラス転位を示す説明図である。上記出力ギヤとカウンタギヤの弦歯厚の増減状態を示す拡大説明図である。従来の大歯車と小歯車の噛合関係を示す説明図である。

符号の説明

１０減速機構付モータ
１４アーマチュア軸（モータ軸）
１４ａ先端（一端）
１５，１５′ 一対のウォーム
２５，２５一対のカウンタギヤ
２５ａ大径ギヤ
２５ｂ小径ギヤ
２７大径の出力ギヤ
３０減速機構
Ｐピッチ円

Claims

回転自在に支持されたモータ軸と、このモータ軸の一端近傍にねじの捩じれ方向を互いに逆向きにして形成された一対のウォームと、前記モータ軸を挾んで対向し、前記一対のウォームにそれぞれ噛合する大径ギヤと該大径ギヤと一体に回転する小径ギヤを有する一対のカウンタギヤと、この一対のカウンタギヤの各小径ギヤに噛合された大径の出力ギヤとを備え、これら一対のウォームと一対のカウンタギヤ及び大径の出力ギヤとで減速機構を構成した減速機構付モータにおいて、
前記各カウンタギヤの前記小径ギヤをアンダーカットが起きる歯数にした場合に該小径ギヤをプラス転位させて形成すると共に、該小径ギヤのピッチ円上の弦歯厚を減らしてピッチに対する弦歯厚の歯厚比率を０．４５以下に形成し、かつ、前記大径の出力ギヤをマイナス転位させて形成すると共に、該大径の出力ギヤのピッチ円上の弦歯厚を増やしたことを特徴とする減速機構付モータ。
請求項１記載の減速機構付モータであって、
前記各カウンタギヤの前記小径ギヤを金属で形成すると共に、該小径ギヤの歯数を１２枚以下とし、かつ、前記大径の出力ギヤを合成樹脂で形成したことを特徴とする減速機構付モータ。