JP2008252974A - 減速機構付モータ - Google Patents

Abstract

【課題】カウンタギヤとウォーム間のバックラッシュを小さくできる減速機構付モータを提供する。
【解決手段】ヨーク１１及びギヤケース２１に正逆回転自在に支持されたモータ軸１４と、モータ軸の先端近傍にねじの捩れ方向を互いに逆向きにして形成され、ギヤケースに回転自在に支持された一対のウォーム１５，１５′と、モータ軸を挾んで対向し、各ウォームに噛合する大径ギヤと小径ギヤを有した一対のカウンタギヤ３０，３０と、各カウンタギヤの小径ギヤ３０ｂに噛合された出力ギヤ３１を備え、モータ軸を第１の軸受１３及び第２の軸受２６に回転自在に支持した減速機構付モータ１０において、第２の軸受２６をギヤケース２１に形成されたモータ軸が貫通する軸孔２２を有した筒部２３内に取り付け、かつ第２の軸受２６を各カウンタギヤの回転中心と各ウォームとの距離が等しくなるように各カウンタギヤと各ウォームとの噛合方向Ｃに移動自在に設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、自動車のワイパモータ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が適用されるワイパモータは、基端近傍に固定したアーマチュアを有してモータケース及びギヤケースに正逆回転自在に支持されたモータ軸と、このモータ軸のギヤケース内の先端近傍にねじの捩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、モータ軸を挾んで対向し、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同芯であって一体に回転する小径ギヤを有した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出力ギヤとを備えており、モータ軸の基端をモータケースに設けられた第１の軸受に回転自在に支持すると共に、モータ軸の中間部をギヤケースに設けられた第２の軸受に回転自在に支持してある（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００３−１５３４８８号公報

しかしながら、前記従来の減速機構付モータでは、モータ軸の中間部を回転自在に支持する第２の軸受がギヤケースに固定されているため、ギヤケースにモータケースを取り付ける際の組付精度によって一対のカウンタギヤの各回転中心とモータ軸の一対のウォームとの距離に誤差が発生して等しくさせる（一致させる）ことが難しかった。その結果、一対のカウンタギヤの各大径ギヤと一対のウォームとの噛み合いの干渉を防ぐために、ギヤケースとモータケースの取付誤差を見込んだバックラッシュの設定をせざるを得ず、カウンタギヤの大径ギヤとウォームとの間のバックラッシュを小さくすることが非常に難しかった。

特に、減速機構付モータをワイパモータに適用した場合には、ワイパのアームブレード等のイナーシャによるマイナス負荷により、カウンタギヤの大径ギヤとウォームとの間のバックラッシュが大きいと、ワイパの反転時に異音の発生を増長させるので、バックラッシュを可及的に小さくする必要があるが、部品並びに組み付けに高精度が要求されて実現することが困難であった。

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、モータケースとギヤケースの組付精度にかかわらず一対のカウンタギヤの各回転中心とモータ軸の一対のウォームとの距離を等しくなるように自動調整す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、基端近傍に固定したアーマチュアを有してモータケース及び該モータケースの開口部に連結されたギヤケースに正逆回転自在に支持されたモータ軸と、このモータ軸の先端近傍にねじの捩れ方向を互いに逆向きにして形成され、かつ、前記ギヤケースに回転自在に支持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同芯であって一体に回転する小径ギヤを有した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出力ギヤとを備え、前記モータ軸の基端を前記モータケースに設けられた第１の軸受に回転自在に支持すると共に、前記モータ軸の中間部を前記ギヤケースに設けられた第２の軸受に回転自在に支持した減速機構付モータにおいて、前記第２の軸受を前記ギヤケースに形成された前記モータ軸が貫通する軸孔を有した筒部内に取り付けると共に、該第２の軸受を前記一対のカウンタギヤの各回転中心と前記モータ軸の一対のウォームとの距離が等しくなるように前記一対のカウンタギヤの各大径ギヤと前記一対のウォームとの噛合方向に移動自在に設け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、前記ギヤケースの筒部を前記一対のカウンタギヤの各大径ギヤと前記一対のウォームとの噛合方向に延びる略長穴筒状に形成し、この略長穴筒状の筒部内に前記噛合方向に弾性変形する略長穴環状の弾性体を取り付け、この略長穴環状の弾性体内に前記第２の軸受を嵌合したことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１記載の減速機構付モータであって、前記ギヤケースの筒部を前記一対のカウンタギヤの各大径ギヤと前記一対のウォームとの噛合方向に延びる略長穴筒状に形成し、この略長穴筒状の筒部内に前記第２の軸受をホルダを介して前記噛合方向に移動自在に設け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、モータ軸の中間部を回転自在に支持する第２の軸受をギヤケースに形成されたモータ軸が貫通する軸孔を有した筒部内に取り付けると共に、該第２の軸受を一対のカウンタギヤの各回転中心とモータ軸の一対のウォームとの距離が等しくなるように一対のカウンタギヤの各大径ギヤと一対のウォームとの噛合方向に移動自在に設けたことにより、モータケースとギヤケースの組付精度にかかわず一対のカウンタギヤの各回転中心とモータ軸の一対のウォームとの距離を等しくすることができる。

請求項２の発明によれば、ギヤケースの筒部を一対のカウンタギヤの各大径ギヤと一対のウォームとの噛合方向に延びる略長穴筒状に形成し、この略長穴筒状の筒部内に大径ギヤとウォームとの噛合方向に弾性変形する略長穴環状の弾性体を取り付け、この略長穴環状の弾性体内に第２の軸受を嵌合したことにより、簡単な構造でかつモータケースとギヤケースの組付精度にかかわず一対のカウンタギヤの各回転中心とモータ軸の一対のウォームとの距離を等しくすることができる。

請求項３の発明によれば、ギヤケースの筒部を一対のカウンタギヤの各大径ギヤと一対のウォームとの噛合方向に延びる略長穴筒状に形成し、この略長穴筒状の筒部内に第２の軸受をホルダを介して大径ギヤとウォームとの噛合方向に移動自在に設けたことにより、簡単な構造でかつモータケースとギヤケースの組付精度にかかわず一対のカウンタギヤの各回転中心とモータ軸の一対のウォームとの距離を等しくすることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は本発明の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に用いられるギヤケースの斜視図、図３は同ギヤケースの分解斜視図である。

図１に示すように、ワイパモータ（減速機構付モータ）１０は、一端側が開口した金属製で略円筒状のヨーク（モータケース）１１と、このヨーク１１の開口部１１ａの周りのフランジ部１１ｂを図示しないビスを介して締結固定した合成樹脂製のギヤケース２１と、このギヤケース２１の減速機構収納部２７の開口部２７ａを覆う図示しない合成樹脂製のギヤケースカバーとを備えている。

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に嵌合された第１の軸受１３とギヤケース２１の筒部２３内にゴム体（弾性体）２４を介して取り付けられた第２の軸受２６とで、アーマチュア軸（モータ軸）１４の基端１４ｂ及び中間部１４ｃ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１４ａの近傍にねじの捩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の基端１４ｂの近傍に固定され、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の中間部１４ｃであるヨーク１１の開口部１１ａ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、ヨーク１１の開口部１１ａ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一対のスイッチの各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。

図１及び図３に示すように、ギヤケース２１の正面開口部２１ａの略中央には軸孔２２を有した筒部２３を一体突出形成してあり、この軸孔２２に連通して凹状の減速機構収納部２７を形成してある。この減速機構収納部２７の底壁２７ｂの一対のウォーム１５，１５′を挟む所定位置には、金属製でピン状の一対の支軸２８，２８を突設してある。この一対の支軸２８，２８には合成樹脂製のカウンタギヤ３０をそれぞれ回転自在に支持してある。

図１〜図３に示すように、ギヤケース２１の筒部２３は一対のカウンタギヤ３０，３０の各大径ギヤ３０ａと一対のウォーム１５，１５′との噛合方向（図１中矢印Ｃ方向）に延びる略長穴筒状に形成してある。この略長穴筒状の筒部２３内に、上記噛合方向Ｃに弾性変形する略長穴環状のゴム体（弾性体）２４を取り付けてある。即ち、このゴム体２４は、左右に弾性変形する厚肉部２４ａ，２４ｃと上下に弾性変形しない薄肉部２４ｂ，２４ｄとで略長穴環状になっており、この略長穴環状のゴム体２４の断面円形の内周面２４ｅに第２の軸受２６を嵌め込んである。これにより、第２の軸受２６は、一対のカウンタギヤ３０，３０の各回転中心（支軸２８）とアーマチュア軸１４の一対のウォーム１５，１５′との距離Ａ，Ｂが常に等しくなる（Ａ＝Ｂ）ように上記噛合方向Ｃに移動するよう また、減速機構収納部２７の底壁２７ｂのアーマチュア軸１４の先端１４ａ寄りの位置には円筒部２９を一体突出形成してあり、この円筒部２９内には図示しない円筒状の軸受を介して出力ギヤ３１の中央の円筒部３１ａ内に嵌着された出力軸３２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３０，３０及び出力ギヤ３１はギヤケース２１の減速機構収納部２７内に収納され、二段減速機構を構成している。即ち、このワイパモータ１０は、ねじの捩れ方向を互いに逆向きに形成された一対のウォーム１５，１５′に一対のカウンタギヤ３０，３０が噛み合って回転する二段減速機構付モータになっており、図１に示すように、一方のウォーム１５とカウンタギヤ３０の組み合わせによって生じるスラスト歯面荷重Ｆ１の方向が他方のウォーム１５´とカウンタギヤ３０の組み合わせによって生じる歯面荷重Ｆ２の方向と互いに逆向きとなってキャンセルされるように、その作用線の角度（θ）と圧力角（θ）を同じ値（本実施形態の場合は１４．５°）に設定してある。

一対のカウンタギヤ３０，３０は、大径ギヤ３０ａと該大径ギヤ３０ａに一体形成された小径ギヤ３０ｂとをそれぞれ備えている。この各カウンタギヤ３０の大径ギヤ３０ａは各ウォーム１５，１５′に噛合すると共に、該大径ギヤ３０ａと同芯であって一体に回転する小径ギヤ３０ｂは出力ギヤ３１に噛合するようになっている。さらに、出力ギヤ３１の中央の円筒部３１ａ内には出力軸３２の上端部を嵌着してある。この出力軸３２のギヤケース２１から外側へ突出した下端部にはナットを介してワイパリンク（いずれも図示省略）を締結固定してある。

以上実施形態のワイパモータ１０によれば、図１に示すように、ギヤケース２１の正面開口部２１ａの周りのフランジ部２１ｂにヨーク１１の開口部１１ａの周りのフランジ部１１ｂをビスを介して締結固定する際に、ヨーク１１の取付精度（例えば図１中Ｄ方向の位置並びに図１中Ｅの取付面直角度等）によって、一方のカウンタギヤ３０の回転中心である支軸２８とアーマチュア軸１４の一方のウォーム１５との距離Ａと他方のカウンタギヤ３０の回転中心である支軸２８とアーマチュア軸１４の他方のウォームウォーム１５′との距離Ｂに誤差が発生しようとするが、一方のウォーム１５とカウンタギヤ３０の組み合わせによって生じるスラスト歯面荷重Ｆ１の方向が他方のウォーム１５′とカウンタギヤ３０の組み合わせによって生じるスラスト歯面荷重Ｆ２の方向と互いに逆向きになるように、その作用線の角度（θ）とその圧力角（θ）を同じ値である１４．５°に設定することにより、一対のカウンタギヤ３０，３０のラジアル方向のモーメントの発生を無くすことができる。これにより、一対のカウンタギヤ３０，３０の各大径ギヤ３０ａと一対のウォーム１５，１５′との噛合方向Ｃのアーマチュア軸１４の中間部１４ｃを回転自在に支持する第２の軸受２６の軸受荷重の発生を防止することができる。

また、第２の軸受２６を上記噛合方向Ｃに自由に移動できるようにしたことにより、ヨーク１１とギヤケース２１の組付精度にかかわず一対のカウンタギヤ３０，３０の各回転中心である支軸２８とアーマチュア軸１４の一対のウォーム１５，１５′との距離Ａ，Ｂを等しくする（Ａ＝Ｂ）ことができると共に、一対のウォーム１５，１５′と一対のカウンタギヤ３０，３０の各大径ギヤ３０ａ，３０ａとの間及び一対のカウンタギヤ３０，３０の各小径ギヤ３０ｂ，３０ｂと出力ギヤ３１との間のそれぞれのバックラッシュを可及的に小さくして異音の発生を確実に防止することができる。その結果、ワイパのアームブレード等のイナーシャによるマイナス負荷を抑制することができ、ワイパの反転時に異音の発生をより確実に防止することができる。

また、図２，図３に示すように、ギヤケース２１の正面開口部２１ａ内の筒部２３を一対のカウンタギヤ３０，３０の各大径ギヤ３０ａと一対のウォーム１５，１５′との噛合方向Ｃに延びる略長穴筒状に形成し、この略長穴筒状の筒部２３内に上記噛合方向Ｃに弾性変形する略長穴環状のゴム体２４を取り付け、この略長穴環状のゴム体２４の内周面２４ｅに第２の軸受２６を嵌め込んだことにより、簡単な構造でかつヨーク１１とギヤケース２１の組付精度にかかわらず一対のカウンタギヤ３０，３０の各回転中心である支軸２８とアーマチュア軸１４の一対のウォーム１５，１５′との距離Ａ，Ｂを等しくする（Ａ＝Ｂ）ことができる。

図４は本発明の他の実施形態の減速機構付モータの要部を示す斜視図、図５は同要部の分解斜視図である。

図４，図５に示すように、この他の実施形態は、ゴム体２４の換わりに、ホルダ２５を介して第２の軸受２６を一対のカウンタギヤ３０，３０の各大径ギヤ３０ａと一対のウォーム１５，１５′との噛合方向Ｃに自由に移動できるようにしてある。即ち、ギヤケース２１の筒部２３′を上記噛合方向Ｃに延びる略長穴筒状に形成し、この略長穴筒状の筒部２３′の軸受収納部２３ａ内に第２の軸受２６を金属製で枠状のホルダ２５を介して上記噛合方向Ｃに移動自在に取り付けてある。このホルダ２５が略長穴筒状の筒部２３′のホルダ取付部２３ｂに嵌め込まれることで第２の軸受２６が抜け止めされるようになっている。尚、他の構成は、前記実施形態と同様であるため、同一構成部分に同一符号を付して詳細な説明は省略する。

この他の実施形態では、前記実施形態と同様の作用、効果を奏すると共に、略長穴筒状の筒部２３′内に第２の軸受２６を金属製で枠状のホルダ２５を介して上記噛合方向Ｃに自由に移動できるようにしたことにより、簡単な構造でかつヨーク１１とギヤケース２１の組付精度にかかわず一対のカウンタギヤ３０，３０の各回転中心である支軸２８とアーマチュア軸１４の一対のウォーム１５，１５′との距離Ａ，Ｂを等しくする（Ａ＝Ｂ）ことができる。

本発明の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に用いられるギヤケースの斜視図である。 上記ギヤケースの分解斜視図である。 本発明の他の実施形態の要部の斜視図である。 上記他の実施形態の要部の分解斜視図である。

符号の説明

１０ ワイパーモータ（減速機構付モータ）
１１ ヨーク（モータケース）
１１ａ 開口部
１３ 第１の軸受
１４ アーマチュア軸（モータ軸）
１４ａ 先端
１４ｂ 基端
１４ｃ 中間部
１５，１５′ 一対のウォーム
１６ アーマチュア
２１ ギヤケース
２２ 軸孔
２３，２３′ 略長穴筒状の筒部
２４ ゴム体（弾性体）
２５ ホルダ
２６ 第２の軸受
２８ 支軸（カウンタギヤの回転中心）
３０，３０ 一対のカウンタギヤ
３０ａ 大径ギヤ
３０ｂ 小径ギヤ
３１ 出力ギヤ
Ａ 一方のカウンタギヤの回転中心とモータ軸の一方のウォームとの距離
Ｂ 他方のカウンタギヤの回転中心とモータ軸の他方のウォームとの距離
Ｃ 一対のカウンタギヤの各大径ギヤと一対のウォームとの噛合方向

Claims (3)

1. 基端近傍に固定したアーマチュアを有してモータケース及び該モータケースの開口部に連結されたギヤケースに正逆回転自在に支持されたモータ軸と、このモータ軸の先端近傍にねじの捩れ方向を互いに逆向きにして形成され、かつ、前記ギヤケースに回転自在に支持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同芯であって一体に回転する小径ギヤを有した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出力ギヤとを備え、前記モータ軸の基端を前記モータケースに設けられた第１の軸受に回転自在に支持すると共に、前記モータ軸の中間部を前記ギヤケースに設けられた第２の軸受に回転自在に支持した減速機構付モータにおいて、
   前記第２の軸受を前記ギヤケースに形成された前記モータ軸が貫通する軸孔を有した筒部内に取り付けると共に、該第２の軸受を前記一対のカウンタギヤの各回転中心と前記モータ軸の一対のウォームとの距離が等しくなるように前記一対のカウンタギヤの各大径ギヤと前記一対のウォームとの噛合方向に移動自在に設けたことを特徴とする減速機構付モータ。
2. 請求項１記載の減速機構付モータであって、
   前記ギヤケースの筒部を前記一対のカウンタギヤの各大径ギヤと前記一対のウォームとの噛合方向に延びる略長穴筒状に形成し、この略長穴筒状の筒部内に前記噛合方向に弾性変形する略長穴環状の弾性体を取り付け、この略長穴環状の弾性体内に前記第２の軸受を嵌合したことを特徴とする減速機構付モータ。
3. 請求項１記載の減速機構付モータであって、
   前記ギヤケースの筒部を前記一対のカウンタギヤの各大径ギヤと前記一対のウォームとの噛合方向に延びる略長穴筒状に形成し、この略長穴筒状の筒部内に前記第２の軸受をホルダを介して前記噛合方向に移動自在に設けたことを特徴とする減速機構付モータ。

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