JP2009127677A - 樹脂歯車及び減速機構付き電動モータ - Google Patents

Abstract

【課題】ヒケの発生を抑えて成形精度を高める。
【解決手段】ウォームホイール２３は、ギヤハウジングに植設した支軸に挿通するボス部２３ａと、外周面に複数の歯面２３ｂが形成された歯部２３ｃと、歯部２３ｃとボス部２３ａに跨って形成された連結部２３ｄとを備えている。連結部２３ｄの軸方向両面には、歯部２３ｃとボス部２３ａを連結する複数の補強リブ２３ｇが等間隔で放射状に形成されている。これら補強リブ２３ｇは連結部２３ｄの軸方向両面で周方向に半ピッチだけオフセットさせてある。連結部２３ｄには、補強リブ２３ｇの反対側に補強リブ２３ｇよりも高さの小さい小リブ２３ｈが形成されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、連結部の軸方向両面に補強リブを放射状に形成した樹脂歯車と、この樹脂歯車を使用した減速機構付き電動モータに関する。

ワイパ装置やパワーウインド装置などの車載用アクチュエータとして、モータ本体と減速機構を一体化した減速機構付き電動モータが使用されている。この種のモータは、軽量化の要請が強く、減速機構の歯車に樹脂製のものを用いている。しかし、樹脂製の歯車は剛性が小さいため、連結部にリブを設けて補強している。このリブは連結部の両面に等間隔で放射状に設けるのが一般的であるが、連結部の両面のリブ位置が一致していると、歯部の機械的な強度が周方向で異なり、振動発生の原因となる。そこで、図６に示すようにリブａを連結部ｂの両面で周方向に半ピッチだけオフセットさせることで、本数の少ないリブａで歯部ｃの強度バランスを確保している（特許文献１参照）。
特開２００４−２７８６３５号公報

しかし、この樹脂歯車では、溶融樹脂が冷却固化する際、リブａの有無による収縮差が連結部ｂに生じ、図６（ｂ）に点線枠ｄで示す箇所にヒケが生じ易く、歯部ｃとボス部ｅの真円度が悪くなる。

本発明の目的は、ヒケの発生を抑えて成形精度を高めることにある。

本発明の樹脂歯車は、円筒状に形成されるボス部と、外周面に歯面が形成された歯部と、前記ボス部と該歯部とを連結する薄肉円板状の連結部と、前記ボス部から略等間隔で放射状に延出して前記歯部に到達するように前記連結部の軸方向の両面に形成した複数の補強リブとを備えた樹脂歯車であって、前記補強リブを前記連結部の軸方向の両面で周方向にオフセットして配置するとともに、前記連結部の両面で前記補強リブの反対側に前記補強リブよりも高さの小さい小リブを形成したことを特徴とする。

本発明の樹脂歯車は、前記小リブが前記ボス部と前記歯部の周面に接合するそれぞれの接合部に、前記各小リブの両端から斜めに立ち上がるテーパー部を形成したことを特徴とする。

本発明の減速機構付き電動モータは、一端が開口する有底筒状に形成されるモータケースと、該モータケース内に回転自在に軸支される回転子とからなるモータ本体と、該モータ本体に連結されるとともに、前記回転子の軸心と直交する方向に出力部を有し、内部に減速機構が収容される減速機構ケースと、該減速機構ケースの前記出力部の軸方向一方側の壁面に設けた支軸に回転自在に支持され、前記回転子の回転を減速して出力部に出力する歯車とを備えた減速機構付き電動モータであって、前記歯車として、前記支軸と摺接し円筒状に形成されるボス部と、前記回転子と噛合い外周面に歯面が形成された歯部と、前記ボス部と該歯部とを連結する薄肉円板状の連結部と、前記ボス部から略等間隔で放射状に延出して前記歯部に到達するように前記連結部の軸方向の両面に形成した複数の補強リブとを備えた樹脂歯車を用い、前記樹脂歯車は、前記補強リブを前記連結部の軸方向の両面で周方向にオフセットして配置するとともに、前記連結部の両面で前記補強リブの反対側に前記補強リブよりも高さの小さい小リブを形成した樹脂歯車を有することを特徴とする。

本発明の減速機構付き電動モータは、前記小リブが前記ボス部と前記歯部の周面に接合するそれぞれの接合部に、前記各小リブの両端から斜めに立ち上がるテーパー部を形成した樹脂歯車を有することを特徴とする。

本発明によれば、連結部の軸方向の両面で補強リブの反対側に高さの小さい小リブが形成されるので、連結部にヒケが生じなくなり、歯部とボス部の真円度が向上し、成形精度を高めることができる。ただし、この小リブは補強リブよりも低く形成してあるので、成形材料の増加が少なくて済む。

本発明によれば、小リブがボス部とリムの周面に接合するそれぞれの接合部に、上記各小リブの両端から斜めに立ち上がるテーパー部を形成するようにしたので、連結部にヒケが生じなくなり、歯部とボス部の真円度が向上し、成形精度を高めるだけでなく、接合部の剛性を小リブの部分より上げることができる。

本発明によれば、減速機構付き電動モータに連結部の軸方向の両面で補強リブの反対側に高さの小さい小リブが形成される樹脂歯車を有することで、回転子と歯車の噛み合いがよくなるので作動音低減につながる。

本発明によれば、減速機構付き電動モータに小リブが上記ボス部と歯部の周面に接合するそれぞれの接合部に、上記各小リブの両端から斜めに立ち上がるテーパー部を形成した樹脂歯車を有することで減速機構付き電動モータの作動耐久性向上につながる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は本発明の樹脂歯車を採用したパワーウインドモータ（減速機構付き電動モータ）の断面図、図２は図１のI−I線断面図である。

このパワーウインドモータ１１はモータ１２と減速機構１３を備え、これらを有底筒状のモータケース（ヨーク）１４と減速機構ケース（ギヤハウジング）１５に収容してある。モータケース１４の内面にはマグネット１６が固着してあり、その内側に回転子としてのアマチュア１７が回転自在に軸支されている。アマチュア１７は回転軸１８を備え、その先端を減速機構ケース１５内に突出させてある。アマチュア１７のコイルは回転軸１８に固定された整流子２０を構成する各セグメントに接続され、整流子２０にはモータケース１４と減速機構ケース１５の間に設けられたブラシホルダ１９の各ブラシ１９ａが摺接することによって電流が供給され、アマチュア１７がマグネット１６との間で電磁力を生じて回転する。減速機構１３は、回転軸１８に一体的に設けられたウォーム２１と、減速機構ケース１５に壁面としての底壁２４ａの支軸２２に支持されてウォーム２１と噛合するウォームホイール２３とからなる。減速機構ケース１５の開口部にはリング状のリッド２６が装着してあり、その内周側には、ウォームホイール２３の出力部２３ｅとの間をシールするシール部材２５を設けてある（図２参照）。

減速機構ケース１５は図２に示すように有底筒状のウォームホイール収納部２４を備え、その底壁２４ａの中央には支軸２２を有する。支軸２２は大径部２２ａと小径部２２ｂとからなり、大径部２２ａと小径部２２ｂの双方には肉盗み部２７ａ，２７ｂ，２７ｃが設けられており、肉盗み部２７ａは大径部２２ａの減速機構ケース１５の開口の下側に、肉盗み部２７ｂは大径部２２ａの開口の上側に、肉盗み部２７ｃは減速機構ケース１５の開口の上側に向けてそれぞれ形成され、減速機構ケース１５を樹脂成形する際に樹脂の収縮によるヒケの発生を防止している。

減速機構ケース１５の係止段部２４ｂに立設された支軸２２における小径部２２ｂの大径部２２ａ寄りの位置には、Ｏリング２９が軽挿入されており、ウォームホイール２３の出力部２３ｅの内面に設けられた段部２３ｊにおいて弾性的に当接することで、支軸２２の小径部２２ｂと出力部２３ｅの摺接面から侵入した雨水がパワーウインドモータ１１内部にまで浸入することを防止している。

なお、ウォームホイール２３は減速機構ケース１５から突出された部分にピニオン２３ｆを形成してあり、これをケーブル駆動機構（図示せず）に連係して車両のウインドガラスを昇降させている。

図３は本発明の樹脂歯車であるウォームホイール２３の斜視図、図４（ａ）は図３のウォームホイールを矢印Ａ方向からから見た図、同（ｂ）は同図（ａ）のII−II線断面図、同（ｃ）は同図（ａ）のIII−III線拡大断面図である。図５（ａ）は図４（ａ）の背面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のIV−IV線断面図である。

ウォームホイール２３は、炭素繊維等の強化繊維を含有する樹脂で成形されている。このウォームホイール２３は、支軸２２の大径部２２ａに挿通される円筒状のボス部２３ａと、外周面に歯面２３ｂが形成された歯部２３ｃと、歯部２３ｃとボス部２３ａとの軸方向中間部位を径方向に連結する薄肉円板状の連結部２３ｄと、支軸２２の大径部２２ａに挿通されるようボス部２３ａから延設された出力部２３ｅと、出力部２３ｅの先端に形成されたピニオン２３ｆとを備えている。

連結部２３ｄの軸方向両面には、ボス部２３ａと歯部２３ｃを連結する複数の補強リブ２３ｇが等間隔で放射状に形成されている。そして、これら補強リブ２３ｇを連結部２３ｄの軸方向両面で周方向に半ピッチだけオフセットさせることで、少ない本数の補強リブ２３ｇで歯部２３ｃの強度バランスを確保できるようにしてある。さらに、連結部２３ｄの軸方向両面には、補強リブ２３ｇよりも高さの小さい小リブ２３ｈが補強リブ２３ｇの反対側に対応する箇所に形成されている。つまり、連結部２３ｄの軸方向両面には、補強リブ２３ｇと小リブ２３ｈを周方向に対して等間隔で交互に配置してある。

また、小リブ２３ｈがボス部２３ａと歯部２３ｃの周面に接合するそれぞれの接合部には、各小リブ２３ｈの両端から斜めに立ち上がるテーパー部２８を形成してある（図４（ｃ）参照）。なお、出力部２３ｅにはヒケ発生防止用の肉盗み部２３ｉを設けてある。

このウォームホイール２３では、連結部２３ｄの両面で補強リブ２３ｇの反対側に位置するような高さの小さい小リブ２３ｈが形成され、この小リブ２３ｈがボス部２３ａと歯部２３ｃとの間で均一に作用する梁として作用し、これにより連結部２３ｄにヒケが生じなくなり、ボス部２３ａと歯部２３ｃの真円度が向上し、成形精度を高めることができる。ただし、この小リブ２３ｈは補強リブ２３ｇよりも低く形成してあるので、成形材料の増加が少なくて済む。

さらに、小リブ２３ｈがボス部２３ａと歯部２３ｃの周面に接合するそれぞれの接合部には、小リブ２３ｈの両端から斜めに立ち上がるテーパー部２８を形成してあるので、ボス部２３ａと歯部２３ｃの強度向上にも役立つ。

本発明は以上の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、以上の実施形態では、パワーウインドモータ１１で使用するウォームホイール２３について説明したが、他の減速機構付き電動モータで使用する樹脂歯車にも本発明の適用は可能である。

本発明の樹脂歯車を採用したパワーウインドモータの断面図である。 図１のI−I線断面図である。 本発明の樹脂歯車であるウォームホイールを示す斜視図である。 （ａ）は図３のウォームホイールを矢印Ａ方向からから見た図、（ｂ）は（ａ）のII−II線断面図、（ｃ）は（ａ）のIII−III線拡大断面図である。 （ａ）は図４（ａ）の背面図、（ｂ）は（ａ）のIV−IV線断面図である。 （ａ）は従来の樹脂歯車の正面図、（ｂ）は（ａ）のV−V線断面図である。

符号の説明

１１ パワーウインドモータ
１２ モータ
１３ 減速機構
１４ モータケース（ヨーク）
１５ 減速機構ケース（ギヤハウジング）
１６ マグネット
１７ アマチュア
１８ 回転軸
１９ ブラシホルダ
１９ａ ブラシ
２０ 整流子
２１ ウォーム
２２ 支軸
２２ａ 大径部
２２ｂ 小径部
２３ ウォームホイール
２３ａ ボス部
２３ｂ 歯面
２３ｃ 歯部
２３ｄ 連結部
２３ｅ 出力部
２３ｆ ピニオン
２３ｇ 補強リブ
２３ｈ 小リブ
２３ｉ 肉盗み部
２３ｊ 段部
２４ ウォームホイール収容部
２４ａ 底壁
２４ｂ 係止段部
２５ シール部材
２６ リッド
２７ａ 肉盗み部
２７ｂ 肉盗み部
２７ｃ 肉盗み部
２８ テーパー部
２９ Ｏリング

Claims (4)

1. 円筒状に形成されるボス部と、外周面に歯面が形成された歯部と、前記ボス部と該歯部とを連結する薄肉円板状の連結部と、前記ボス部から略等間隔で放射状に延出して前記歯部に到達するように前記連結部の軸方向の両面に形成した複数の補強リブとを備えた樹脂歯車であって、
   前記補強リブを前記連結部の軸方向の両面で周方向にオフセットして配置するとともに、前記連結部の両面で前記補強リブの反対側に前記補強リブよりも高さの小さい小リブを形成したことを特徴とする樹脂歯車。
2. 請求項１記載の樹脂歯車において、前記小リブが前記ボス部と前記歯部の周面に接合するそれぞれの接合部に、前記各小リブの両端から斜めに立ち上がるテーパー部を形成したことを特徴とする樹脂歯車。
3. 一端が開口する有底筒状に形成されるモータケースと、該モータケース内に回転自在に軸支される回転子とからなるモータ本体と、
   該モータ本体に連結されるとともに、前記回転子の軸心と直交する方向に出力部を有し、内部に減速機構が収容される減速機構ケースと、
   該減速機構ケースの前記出力部の軸方向一方側の壁面に設けた支軸に回転自在に支持され、前記回転子の回転を減速して出力部に出力する歯車とを備えた減速機構付き電動モータであって、
   前記歯車として、前記支軸と摺接し円筒状に形成されるボス部と、前記回転子と噛合い外周面に歯面が形成された歯部と、前記ボス部と該歯部とを連結する薄肉円板状の連結部と、前記ボス部から略等間隔で放射状に延出して前記歯部に到達するように前記連結部の軸方向の両面に形成した複数の補強リブとを備えた樹脂歯車を用い、
   前記樹脂歯車は、前記補強リブを前記連結部の軸方向の両面で周方向にオフセットして配置するとともに、前記連結部の両面で前記補強リブの反対側に前記補強リブよりも高さの小さい小リブを形成した樹脂歯車を有することを特徴とする減速機構付き電動モータ。
4. 請求項３記載の減速機構付き電動モータにおいて、前記小リブが前記ボス部と前記歯部の周面に接合するそれぞれの接合部に、前記各小リブの両端から斜めに立ち上がるテーパー部を形成した樹脂歯車を有することを特徴とする減速機構付き電動モータ。

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