JP2007139038A - ギヤ減速装置及び車両用ドア開閉装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型、軽量で製造コストの削減が可能である上、異音、振動の少ないギヤ減速装置及び車両用ドア開閉装置を提供する。
【解決手段】モータ１１と、モータ１１の回転によって回転される入力軸２０と、入力軸２０に設けられた入力ギヤと、入力ギヤと噛合する出力ギヤ３０と、出力ギヤ３０に固定された出力軸３１とを備えるギヤ減速装置である。入力ギヤは、入力ギヤの回転軸線２１ｃ方向であって、不完全部において出力ギヤ３０の噛合面の両端近傍で軸受２７により両端支持されたヘリカルギヤ２１である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ギヤ減速装置及び車両用ドア開閉装置に関する。

従来、特許文献１記載のギヤ減速装置及び車両用ドア開閉装置が知られている。このギヤ減速装置は、モータと、モータの回転によって回転される入力軸と、入力軸に固定された入力ギヤと、入力ギヤと噛合する中間ギヤと、中間ギヤと噛合する出力ギヤと、出力ギヤに固定された出力軸とを備えている。そして、このギヤ減速装置の出力軸とバックドアとが駆動アーム等によって連結されて車両用ドア開閉装置とされている。

この車両用ドア開閉装置では、モータが回転すると、ホイルギヤ、電磁クラッチを介して入力軸が回転し、この入力軸の回転が入力ギヤ、中間ギヤ、出力ギヤにより減速されて出力軸に伝達される。そして、出力軸に連結された駆動アーム等を介してバックドアが開閉される。
特開平２００４−１６２４３２号公報

しかし、上記従来のギヤ減速装置及び車両用ドア開閉装置では、減速のために入力ギヤ、中間ギヤ及び出力ギヤの３個のギヤを採用しているため、部品点数が多くなるのみならず、ギヤの噛合い箇所も多くなる。部品点数が多くなることから、装置全体が大型化する上、重くなり、ひいては製造コストが高騰化してしまう。また、ギヤの噛合い箇所が多くなることから、バックラッシュによる異音、振動が発生する。

本発明は係る従来の問題点に鑑みてなされたものであり、小型、軽量で製造コストの削減が可能である上、異音、振動の少ないギヤ減速装置及び車両用ドア開閉装置を提供するものである。

上記の課題を解決するために、請求項１に係るギヤ減速装置の特徴は、モータと、該モータの回転によって回転される入力軸と、該入力軸に設けられた入力ギヤと、該入力ギヤと噛合する出力ギヤと、該出力ギヤに固定された出力軸と、を備えるギヤ減速装置であって、前記入力ギヤはヘリカルギヤであって、その回転軸線方向で、前記入力ギヤの不完全部において前記出力ギヤの噛合面の両端近傍で軸受により両端支持されたことである。

請求項２に係るギヤ減速装置の特徴は、請求項１において、前記ヘリカルギヤは、転造により歯部を形成した後、前記不完全部が円柱状に成形されていることである。

請求項３に係るギヤ減速装置の特徴は、請求項１又は２において、前記不完全部には、前記軸受の内輪と嵌合する補強部材が嵌着されていることである。

請求項４に係るギヤ減速装置の特徴は、請求項１乃至３において、前記モータのモータ出力軸と前記入力軸との間には、該モータ出力軸の回転速度を減速する減速機構と、該減速機構と前記入力軸との接続又は切断を行うクラッチと、を有することである。

請求項５に係る車両用ドア開閉装置の特徴は、請求項１乃至４のいずれか１項記載のギヤ減速装置の前記出力軸と車両のドアとが、該出力軸の駆動力を該ドアに伝達して、該ドアを開閉する動力伝達機構によって連結されていることである。

請求項６に係る車両用ドア開閉装置の特徴は、請求項５において、前記ヘリカルギヤの歯数は２であることである。

請求項１に係るギヤ減速装置においては、入力軸の回転を減速して出力軸に伝達するために、入力ギヤ（ヘリカルギヤ）と出力ギヤの２個のギヤを用いているだけであり、部品点数を少なくすることができるのみならず、ギヤの噛合い箇所を少なくすることができる。また、入力ギヤ（ヘリカルギヤ）が、入力ギヤ（ヘリカルギヤ）の回転軸線方向であって、不完全部において出力ギヤの噛合面の両端近傍で軸受により両端支持されているため、ギヤ自体の回転軸線方向の長さを短くすることができるのみならず、入力ギヤ（ヘリカルギヤ）の曲げ剛性を向上させることができ、高トルクでの使用が可能となる。したがって、このギヤ減速装置によれば、小型、軽量で製造コストの削減が可能である上、異音、振動を減少させることができる。

請求項２に係るギヤ減速装置においては、ヘリカルギヤの不完全部が転造により円柱状に成形されるため、不完全部の歯溝を埋めることができ、ヘリカルギヤの強度を増加させることができる。なお、不完全部は部分的に歯溝が埋まらずに残される場合もある。

請求項３に係るギヤ減速装置においては、不完全部に嵌着された補強部材により、ヘリカルギヤの強度を増加させることができる。

請求項４に係るギヤ減速装置においては、減速機構によりモータのモータ出力軸の回転速度が減速されるため、入力ギヤ及び出力ギヤでの減速比を小さくすることができる。また、クラッチにより減速機構と入力軸との切断を行えば、手動で出力軸を回転させる場合、モータが負荷となることはない。

請求項５に係る車両用ドア開閉装置においては、上記ギヤ減速装置を採用しているため、小型、軽量で製造コストの削減が可能である上、異音、振動を減少させることができる。

請求項６に係る車両用ドア開閉装置においては、ヘリカルギヤの歯数は２であり、この場合、十分な強度及び高い減速比を得ることができる。

本発明に係るギヤ減速装置及び車両用ドア開閉装置を具体化した実施形態を図面に基づいて以下に説明する。図１は実施形態の車両用ドア開閉装置７を装着した車両１の斜視図である。車両用ドア開閉装置７は、ギヤ減速装置１０と、動力伝達機構としてのアーム６、ジョイント５及びロッド４とを有している。ギヤ減速装置１０の後述する出力軸にアーム６が連結され、アーム６はジョイント５によってロッド４を介してバックドア２に連結されている。このアーム６が上下に揺動することによって、バックドア２が車両１の開口部１ａを開閉できる。また、バックドア２には、緩衝部材としてのダンパステー３が取付けられている。

ギヤ減速装置１０は、図２に示すように、第１ケース８１及び第２ケース８２を備えている。第１ケース８１及び第２ケース８２は、複数のネジ８３により組付けられ、各々の内部に第１室８１ａ、第２室８２ａが形成されている。第１室８１ａ内には、モータ出力軸１１ａ、ウォームホイールギヤ１２、電磁クラッチ１３及び駆動軸１４が収納されている。また、第２ケース８２内には、入力軸２０、入力ギヤであるヘリカルギヤ２１、補強部材としてのリング２５、軸受２７、出力ギヤ３０及び出力軸３１が収納されている。

第１ケース８１の外側には、モータ１１が固定され、モータ１１のモータ出力軸１１ａが第１ケース８１内に挿入されている。このモータ出力軸１１ａの先端部分にはウォームギヤ（図示省略）が設けられ、ウォームギヤの歯部がウォームホイールギヤ１２の歯部１２ａと噛合することによって、モータ出力軸１１ａの回転速度が減速されてウォームホイールギヤ１２に伝達される。ここで、ウォームギヤとウォームホイールギヤ１２とにより減速機構を構成する。また、電磁クラッチ１３をＯＮすることにより、ウォームホイールギヤ１２と駆動軸１４とが接続され、ウォームホイールギヤ１２と駆動軸１４とは同じ回転速度で回転する。また、電磁クラッチ１３をＯＦＦすることにより、ウォームホイールギヤ１２と駆動軸１４とは切断される。この駆動軸１４は入力軸２０と接続されている。

第２室８２ａ内においては、駆動軸１４と接続された入力軸２０がリング２５を介して軸受２７により回転可能に軸支されている。入力軸２０の外周には、歯部２１ａの歯数が２である入力ギヤとしてのヘリカルギヤ２１が設けられており、図３にも示すように、ヘリカルギヤ２１の歯部２１ａと出力ギヤ３０の歯部３０ａとが噛合している。また、出力ギヤ３０には出力軸３１が固定されている。これにより、入力軸２０と出力軸３１との間で高い減速比が得られる。

次に、駆動軸１４及び入力軸２０の構成について詳細に説明する。駆動軸１４は、図４（Ａ）に示すように、その一端側において軸方向に孔部１５が凹設され、孔部１５の内周面にはセレーション１５ａが形成されている。また、図４（Ｂ）に示すように、入力軸２０の外周には、歯数が２である歯部２１ａと不完全部２１ｂとからなるヘリカルギヤ２１が設けられている。この不完全部２１ｂには、軸受２７の内輪と嵌合するリング２５が圧入、焼ばめ等により締結されている。また、入力軸２０の一端側には円柱状の軸部２２が突設され、軸部２２の外周面には孔部１５のセレーション１５ａに対応してセレーション２２ａが形成されている。この入力軸２０のヘリカルギヤ２１は、転造により歯部２１ａを形成した後、さらに転造により不完全部２１ｂが円柱状に成形されるが、不完全部２１ｂを切削により成形してもよい。そして、孔部１５のセレーション１５ａと軸部２２のセレーション２２ａとを嵌合することにより、駆動軸１４と入力軸２０とが接続される。こうして、入力ギヤであるヘリカルギヤ２１は、ヘリカルギヤ２１の回転軸線２１ｃ方向であって、不完全部２１ｂにおいて出力ギヤ３０の噛合面の両端近傍で軸受２７により両端支持可能にされている。

また、図４の駆動軸１４及び入力軸２０の代わりに、図５に示す構成の駆動軸１４及び入力軸２０を採用してもよい。図５（Ａ）に示すように、駆動軸１４には、その一端側において軸方向に孔部１５が凹設されているだけである。入力軸２０の構成は、図５（Ｂ）に示すように、図４（Ｂ）の構成と同じである。この場合は、入力軸２０の軸部２２を駆動軸１４の孔部１５に圧入することによって、駆動軸１４と入力軸２０とが接続される。その他の構成及びヘリカルギヤ２１の製造方法は図４の場合と同様である。

さらに、図６に示す構成の駆動軸１６と入力軸２０を採用することもできる。図６（Ａ）に示すように、駆動軸１６の一端側には円柱状の軸部１７が突設され、軸部１７の外周面にはセレーション１７ａが形成されている。また、図６（Ｂ）に示すように、入力軸２０の一端側の不完全部２１ｂには、リング２５よりも回転軸線２１ｃ方向に長いリング２６が圧入、焼ばめ等により締結されている。このリング２６の内周面には軸部１７のセレーション１７ａに対応してセレーション２６ａが形成されている。そして、軸部１７のセレーション１７ａとリング２６のセレーション２６ａとを嵌合することにより、駆動軸１６と入力軸２０とが接続される。なお、軸部１７又はリング２６の一方にのみセレーション１７ａ、２６ａを設けて、図５に示す場合と同様に、圧入することによって駆動軸１６と入力軸２０とを接続してもよい。その他の構成及びヘリカルギヤ２１の製造方法は図４の場合と同様である。

以上の構成をした車両用ドア開閉装置７を装着した車両１では、操作スイッチ（図示省略）が押されると、バックドア２の開閉状況に応じてモータ１１が正転又は逆転し、それによりモータ出力軸１１ａが正転又は逆転する。モータ出力軸１１ａの回転は、モータ出力軸１１ａのウォームギヤの歯部がウォームホイールギヤ１２の歯部１２ａと噛合することによって、減速されてウォームホイールギヤ１２に伝達される。そして、電磁クラッチ１３がＯＮされ、ウォームホイールギヤ１２と駆動軸１４とが接続される。駆動軸１４と入力軸２０とは接続されているため、ウォームホイールギヤ１２と駆動軸１４及び入力軸２０とは同じ回転速度で回転する。入力軸２０が回転すると、入力軸２０の外周に設けられたヘリカルギヤ２１の歯部２１ａと出力ギヤ３０の歯部３０ａとが噛合することによって、入力軸２０の回転が高い減速比で減速されて出力軸３１に伝達される。出力軸３１が回転すると、出力軸３１に連結されたアーム６が出力軸３１の軸回りに揺動する。アーム６はジョイント５によってロッド４を介してバックドア２に連結されているため、アーム６が出力軸３１の軸回りに揺動することにより、バックドア２が車両１の開口部１ａを開閉できる。

なお、本実施形態においては、ヘリカルギヤ２１の歯部２１ａの歯数が２であるギヤ減速装置１０を用いたが、歯部の歯数が１〜５のヘリカルギヤであれば、十分な強度と高い減速比を得ることができるギヤ減速装置とすることができる。

以上において、本発明のギヤ減速装置及び車両用ドア開閉装置を実施形態に即して説明したが、本発明はこれらに制限されるものではなく、本発明の技術的思想に反しない限り、適宜変更して適用できることはいうまでもない。

実施形態の車両用ドア開閉装置を装着した車両の斜視図。 実施形態の車両用ドア開閉装置に係り、ギヤ減速装置の断面図。 実施形態の車両用ドア開閉装置に係り、図２のＩ−Ｉ矢視断面図。 実施形態の車両用ドア開閉装置に係り、駆動軸と入力軸との断面図。 実施形態の車両用ドア開閉装置に係り、駆動軸と入力軸との断面図。 実施形態の車両用ドア開閉装置に係り、駆動軸と入力軸との断面図。

符号の説明

１…車両、２…ドア（バックドア）、４、５、６…動力伝達機構（４…ロッド、５…ジョイント、６…アーム）、７…車両用ドア開閉装置、１０…ギヤ減速装置、１１…モータ、１２…減速機構（ウォームホイールギヤ）、１３…クラッチ（電磁クラッチ）、２０…入力軸、２１…入力ギヤ（ヘリカルギヤ）、２１ａ…歯部、２１ｂ…不完全部、２１ｃ…回転軸線、２５…補強部材（リング）、２７…軸受、３０…出力ギヤ、３１…出力軸。

Claims (6)

1. モータと、該モータの回転によって回転される入力軸と、該入力軸に設けられた入力ギヤと、該入力ギヤと噛合する出力ギヤと、該出力ギヤに固定された出力軸と、を備えるギヤ減速装置であって、
   前記入力ギヤはヘリカルギヤであって、その回転軸線方向で、前記入力ギヤの不完全部において前記出力ギヤの噛合面の両端近傍で軸受により両端支持されたことを特徴とするギヤ減速装置。
2. 請求項１において、前記ヘリカルギヤは、転造により歯部を形成した後、前記不完全部が円柱状に成形されていることを特徴とするギヤ減速装置。
3. 請求項１又は２において、前記不完全部には、前記軸受の内輪と嵌合する補強部材が嵌着されていることを特徴とするギヤ減速装置。
4. 請求項１乃至３において、前記モータのモータ出力軸と前記入力軸との間には、該モータ出力軸の回転速度を減速する減速機構と、該減速機構と前記入力軸との接続又は切断を行うクラッチと、を有することを特徴とするるギヤ減速装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項記載のギヤ減速装置の前記出力軸と車両のドアとが、該出力軸の駆動力を該ドアに伝達して、該ドアを開閉する動力伝達機構によって連結されていることを特徴とする車両用ドア開閉装置。
6. 請求項５において、前記ヘリカルギヤの歯数は２であることを特徴とする車両用ドア開閉装置。

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