JP2011010537A - Gear device and motor with reducer - Google Patents

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Masumi Tsuchida
真澄 土田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a gear device and a motor with a reducer, in which a magnetic member is fixed to a gear without a backlash, and which allows the rotating condition of an output shaft to be detected accurately.SOLUTION: A worm reduction gear 10 has a worm wheel 20 for transferring rotation to the output shaft 22, a sensor magnet 36 having a boss magnet 40 magnetized by a magnetization pattern for detecting the rotating condition of the output shaft 22 by a magnetic sensor 38, a projection 54 formed at one end portion in an axial direction in a metal output shaft 22, which is also a rotating shaft of the output shaft 22, and a fixing ring 52 fixed by insert molding to an axial center of the boss magnet 40. The projection 54 is press-fitted into the fixing ring 52. Thus, the sensor magnet 36 is fixed to the worm wheel 20 so as to be rotated coaxially and integrally.

Description

本発明は、出力軸の回転状態を検出させるための磁性部材を備えた歯車装置、及び上記歯車装置が適用された減速機付モータに関する。   The present invention relates to a gear device provided with a magnetic member for detecting the rotation state of an output shaft, and a motor with a reduction gear to which the gear device is applied.

モータ本体にウォーム減速機構を取り付けてユニット化した減速機構付き電動モータにおいて、回転位置検出センサの被検出部材であるマグネットをウォームホイールの軸(厚み)方向端部に固定したものが知られている(例えば、特許文献1参照)。この特許文献1では、マグネットのウォームホイールへの固定方法として、溶着による固定方法が開示されている。また、2重リング状に形成されたセンサ用マグネット部材における内外のリングを連結する3つの連結部にそれぞれ貫通孔を設け、ウォームホイールから突出されると共に上記貫通孔を貫通した3つの固定ピンの先端側にそれぞれ歯付きリングを締着することで、センサ用マグネット部材をウォームホイールに固定したものが知られている(例えば、特許文献2参照)。   2. Description of the Related Art An electric motor with a speed reduction mechanism, which is unitized by attaching a worm speed reduction mechanism to a motor body, is known in which a magnet, which is a detected member of a rotational position detection sensor, is fixed to the end of the worm wheel in the axial (thickness) direction (For example, refer to Patent Document 1). In this patent document 1, the fixing method by welding is disclosed as a fixing method of the magnet to the worm wheel. In addition, through holes are provided in three connecting portions that connect the inner and outer rings of the sensor magnet member formed in a double ring shape, and three fixing pins that protrude from the worm wheel and pass through the through holes are provided. There is known one in which a sensor magnet member is fixed to a worm wheel by fastening a toothed ring to each of the distal ends (see, for example, Patent Document 2).

特開2005−94821号公報JP-A-2005-94821 特開2008−253121号公報JP 2008-253121 A

しかしながら、特許文献1におけるウォームホイールとマグネットとの固定方法では、溶着の熱によりウォームホイール、マグネット(特にボンド磁石の場合)が変形する恐れがある。歯車やマグネットの変形は、回転位置センサの誤検出(誤差)の原因となる。さらに、ボンド磁石の磁力を強くするために磁性材料を多く含ませた場合には、割れが発生し易いといった問題もある。一方、特許文献2におけるセンサ用マグネット部材とウォームホイールとの固定方法では、センサ用マグネット部材のウォームホイールに対する周方向のガタつきに起因する回転検出精度の悪化を抑制するためには、センサ用マグネット部材の貫通孔とウォームホイールの固定ピンとのクリアランスを小さく設定する必要がある。このようにクリアランスを小さく設定することは、部品相互の加工精度の向上によるコスト増大、及びクリアランス縮小による組付性低下の原因となる。   However, in the method of fixing the worm wheel and the magnet in Patent Document 1, the worm wheel and the magnet (particularly in the case of a bond magnet) may be deformed by the heat of welding. The deformation of the gears and magnets causes erroneous detection (error) of the rotational position sensor. Furthermore, when a large amount of magnetic material is included to increase the magnetic force of the bonded magnet, there is a problem that cracks are likely to occur. On the other hand, in the method for fixing the sensor magnet member and the worm wheel in Patent Document 2, in order to suppress the deterioration of the rotation detection accuracy due to the backlash in the circumferential direction of the sensor magnet member with respect to the worm wheel, the sensor magnet is used. It is necessary to set a small clearance between the through hole of the member and the fixing pin of the worm wheel. Setting the clearance to be small in this way causes an increase in cost due to an improvement in processing accuracy between components and a decrease in assemblability due to a reduction in clearance.

本発明は上記事実を考慮して、歯車に対し磁性部材をガタつきなく固定し、出力軸の回転状態を精度良く検出させることができる歯車装置、及び減速機付モータを得ることが目的である。   In view of the above facts, the present invention has an object to obtain a gear device and a motor with a speed reducer that can fix a magnetic member to a gear without rattling and can accurately detect the rotation state of an output shaft. .

請求項1記載の発明に係る歯車装置は、出力軸に回転を伝達するための歯車と、磁性材を含んで構成され、磁気センサによって前記出力軸の回転状態を直接的又は間接的に検出させるための着磁パターンで着磁される被着磁部を有する磁性部材と、前記歯車の回転軸における軸線方向の一端部に設けられた金属製の圧入部と、前記磁性部材の被着磁部の軸心部にインサート成形によって固定され、前記圧入部に対し圧入により固定されることで前記磁性部材を前記歯車に対し同軸的かつ一体に回転するように固定させた金属製の被圧入部材と、を備えている。   A gear device according to a first aspect of the present invention includes a gear for transmitting rotation to an output shaft and a magnetic material, and directly or indirectly detects the rotation state of the output shaft by a magnetic sensor. A magnetic member having a magnetized portion magnetized with a magnetizing pattern, a metal press-fit portion provided at one end of the rotating shaft of the gear in the axial direction, and a magnetized portion of the magnetic member A metal press-fit member fixed to the shaft center portion by insert molding and fixed to the press-fit portion by press-fitting so that the magnetic member rotates coaxially and integrally with the gear. It is equipped with.

請求項1記載の歯車装置では、被圧入部材が歯車の軸線方向の一方側から圧入部に圧入によって固定されることで、該歯車に対し磁性部材が同軸的かつ一体に回転するように該歯車の軸線方向一方側(一側面側)に固定されている。この磁性部材の円板状に形成された被着磁部は、予め又は歯車への固定後に所定の着磁パターンで着磁される。これにより、歯車の回転に伴う磁性部材の磁気センサに対する相対回転による着磁パターンに基づく磁極又は磁束の変化によって、出力軸の回転状態を直接的又は間接的に検出させることができる。   The gear device according to claim 1, wherein the press-fitting member is fixed to the press-fitting portion from one side in the axial direction of the gear by press-fitting so that the magnetic member rotates coaxially and integrally with the gear. Are fixed to one side (one side surface) in the axial direction. The magnetized portion of the magnetic member formed in a disk shape is magnetized with a predetermined magnetization pattern in advance or after being fixed to a gear. Thereby, the rotation state of an output shaft can be detected directly or indirectly by the change of the magnetic pole or magnetic flux based on the magnetization pattern by relative rotation with respect to the magnetic sensor of the magnetic member accompanying rotation of a gear.

ここで、本歯車装置では、歯車の回転軸の一端部に設けられた金属製の圧入部に対し磁性部材の軸心部に固定された金属製の被圧入部材を圧入して固定するため、金属同士の圧入となり、磁性部材へ作用する応力を緩和しつつ互いを強固に固定することができ、磁性部材は歯車に対し割れを防止しながらもガタつかないように固定される。また、この固定に伴って磁性部材を加熱することがないので、該磁性部材の変形や減磁が抑制され、所要の回転検出精度を確保することができる。   Here, in this gear device, in order to press-fit and fix a metal press-fit member fixed to the shaft center portion of the magnetic member to a metal press-fit portion provided at one end of the rotation shaft of the gear, The metal members are pressed into each other, and can be firmly fixed to each other while relaxing the stress acting on the magnetic member, and the magnetic member is fixed to the gear so as not to rattle while preventing cracking. Further, since the magnetic member is not heated along with the fixing, deformation and demagnetization of the magnetic member are suppressed, and required rotation detection accuracy can be ensured.

このように、請求項1記載の歯車装置では、歯車に対し磁性部材をガタつきなく固定し、出力軸の回転状態を精度良く検出させることができる。   Thus, in the gear device according to the first aspect, the magnetic member can be fixed to the gear without rattling, and the rotation state of the output shaft can be detected with high accuracy.

請求項2記載の発明に係る歯車装置は、請求項1記載の歯車装置において、前記歯車の前記回転軸は、前記歯車に対する軸線方向の他端側において回転自在に片持支持されており、前記圧入部は、前記回転軸における軸線方向の一端部が前記歯車に対する前記片持支持側と反対側に向けて前記歯車から突出されている。   A gear device according to a second aspect of the present invention is the gear device according to the first aspect, wherein the rotation shaft of the gear is cantilevered rotatably at the other end side in the axial direction with respect to the gear, The press-fit portion projects from the gear at one end in the axial direction of the rotating shaft toward the side opposite to the cantilever support side with respect to the gear.

請求項2記載の歯車装置では、歯車に対する回転軸の片持支持側とは反対側に磁性部材が固定されるので、例えば、磁気センサが設けられた制御回路基板に穴を開けることなく該回路基板を磁性部材に対向して配置することが可能になる。したがって、回路基板の配置スペースを確保し易く、また回路基板(外形)の小型化が可能になる。   In the gear device according to claim 2, since the magnetic member is fixed to the side opposite to the cantilever support side of the rotating shaft with respect to the gear, for example, the circuit is formed without making a hole in the control circuit board provided with the magnetic sensor. It becomes possible to arrange | position a board | substrate facing a magnetic member. Therefore, it is easy to secure the circuit board placement space, and the circuit board (outer shape) can be downsized.

請求項3記載の発明に係る歯車装置は、請求項1又は請求項2記載の歯車装置において、前記磁性部材は、前記被圧入部材が固定された被着磁部の外周部に同軸的に配置されると共に前記被圧入部材が固定された被着磁部とは回転方向に異なる着磁パターンで着磁される少なくとも1つのリング状の被着磁部をさらに有する。   A gear device according to a third aspect of the present invention is the gear device according to the first or second aspect, wherein the magnetic member is coaxially disposed on an outer peripheral portion of a magnetized portion to which the press-fitted member is fixed. And at least one ring-shaped magnetized part magnetized with a magnetized pattern different from the magnetized part to which the press-fitted member is fixed.

請求項3記載の歯車装置では、軸心部に被圧入部材が固定された被着磁部の外周側にリング状の被着磁部が少なくとも1つ配置され、これらの被着磁部の着磁パターン(対応する磁気センサに対する着磁パターン)が歯車の回転方向に異ならされている。このため、本歯車装置では、出力軸の多くの回転状態を検出するための信号、又は出力軸の回転状態を検出するための多くの信号を得ることができる。また、本歯車装置では、磁性部材を歯車に固定するための被圧入部材を保持する部分(ボス部)を利用して軸心近傍に被着磁部を設けたものと捉えることができる。このため、リング状の被着磁部の数の増加を抑えつつ、より上記した多くの信号を得ることができる。   According to a third aspect of the present invention, at least one ring-shaped magnetized portion is disposed on the outer peripheral side of the magnetized portion in which the press-fitting member is fixed to the shaft center portion. The magnetic pattern (magnetization pattern for the corresponding magnetic sensor) is made different in the rotation direction of the gear. For this reason, in this gear apparatus, the signal for detecting many rotation states of an output shaft, or many signals for detecting the rotation state of an output shaft can be obtained. Further, in the present gear device, it can be considered that a magnetized portion is provided in the vicinity of the shaft center by utilizing a portion (boss portion) that holds a press-fit member for fixing the magnetic member to the gear. For this reason, more signals as described above can be obtained while suppressing an increase in the number of ring-shaped magnetized portions.

請求項4記載の発明に係る歯車装置は、請求項3記載の歯車装置において、前記磁性部材は、複数の前記被着磁部が径方向に離間して配置されると共に、径方向に隣り合って配置された前記被着磁部同士を同軸的かつ一体に回転するように連結した連結部を有する。   A gear device according to a fourth aspect of the present invention is the gear device according to the third aspect, wherein the magnetic member includes a plurality of the magnetized parts spaced apart in the radial direction and is adjacent to the radial direction. The magnetized parts arranged in the same manner are connected so as to rotate coaxially and integrally.

請求項4記載の歯車装置では、円板状の被着磁部とその外周側のリング状の被着磁部が連結部を介して連結されており、さらに2つ以上のリング状の被着磁部を有する構成においては径方向に隣り合うリング状の被着磁部同士が連結部を介して連結されている。このため、各被着磁部における互いに異なる着磁パターンの相対関係(相対位置)を維持したまま、磁性部材を歯車に組み付けることができる。これにより、各被着磁部を個別に歯車に組み付ける構成のように複数の着磁パターンの相対位置の誤差が累積されてしまうことがなく、出力軸の回転状態の検出精度の向上に寄与する。   5. The gear device according to claim 4, wherein the disk-shaped magnetized part and the ring-shaped magnetized part on the outer peripheral side thereof are connected via a connecting part, and two or more ring-shaped magnetized parts are connected. In the configuration having a magnetic part, ring-shaped magnetized parts adjacent in the radial direction are connected to each other via a connecting part. For this reason, a magnetic member can be assembled | attached to a gear, maintaining the relative relationship (relative position) of the mutually different magnetization pattern in each to-be-magnetized part. As a result, errors in the relative positions of the plurality of magnetized patterns are not accumulated as in the configuration in which each magnetized portion is individually assembled to the gear, which contributes to improvement in detection accuracy of the rotation state of the output shaft. .

請求項5記載の発明に係る歯車装置は、請求項3又は請求項4記載の歯車装置において、前記磁性部材は、複数の前記被着磁部の着磁パターン面のうち少なくとも2つの着磁パターン面が前記回転軸の軸線に直交する同一平面上に位置している。   A gear device according to a fifth aspect of the present invention is the gear device according to the third or fourth aspect, wherein the magnetic member is at least two magnetization patterns among the magnetization pattern surfaces of the plurality of magnetized portions. The plane is located on the same plane perpendicular to the axis of the rotation axis.

請求項5記載の歯車装置では、磁性部材の軸心部(ボス部)を成す被着磁部の着磁パターン面と、少なくとも1つのリング状の被着磁部の着磁パターン面のうち少なくとも2つの着磁パターン面が、回転軸(歯車)の軸線方向の一方側を向く同一平面状に位置している。このため、例えば磁気センサを上記少なくとも2つの着磁パターン面と対向する同一平面に配置する構成に適用することで、上記少なくとも2つの着磁パターンと磁気センサとの対向間隔を一定とすることができる。この構成では、上記少なくとも2つの着磁パターンで着磁された被着磁部に対し、同一特性の磁気センサを用いることが可能になる。   6. The gear device according to claim 5, wherein at least one of a magnetization pattern surface of a magnetized portion forming an axial center portion (boss portion) of the magnetic member and a magnetization pattern surface of at least one ring-shaped magnetized portion. The two magnetization pattern surfaces are located on the same plane facing one side in the axial direction of the rotating shaft (gear). For this reason, for example, by applying the magnetic sensor to a configuration in which the magnetic sensor is disposed on the same plane facing the at least two magnetization pattern surfaces, the facing interval between the at least two magnetization patterns and the magnetic sensor can be made constant. it can. With this configuration, it is possible to use a magnetic sensor having the same characteristics for the magnetized portion magnetized with the at least two magnetization patterns.

請求項6記載の発明に係る歯車装置は、請求項1〜請求項5の何れか1項記載の歯車装置において、前記歯車に対し前記磁性部材を周方向に位置決めするための位置決め構造をさらに備えた。   A gear device according to a sixth aspect of the present invention is the gear device according to any one of the first to fifth aspects, further comprising a positioning structure for positioning the magnetic member in the circumferential direction with respect to the gear. It was.

請求項6記載の歯車装置では、磁性部材は、位置決め構造によって歯車に対する周(回転)方向位置が決められた状態で、該歯車に固定されている。このため、磁性部材の着磁パターンを、歯車に対する所定の周方向位置に設定することができる。例えば、予め装置に組み付けられた歯車に対し、予め所定の着磁パターンで着磁された磁性部材(マグネット)を組み付ける場合に、該磁性部材の着磁パターンと歯車との周方向の位置関係を一義的に設定することができる。   According to a sixth aspect of the present invention, the magnetic member is fixed to the gear in a state where the circumferential (rotational) direction position with respect to the gear is determined by the positioning structure. For this reason, the magnetization pattern of the magnetic member can be set at a predetermined circumferential position with respect to the gear. For example, when assembling a magnetic member (magnet) preliminarily magnetized with a predetermined magnetization pattern to a gear previously assembled in the apparatus, the positional relationship in the circumferential direction between the magnetization pattern of the magnetic member and the gear is It can be set uniquely.

請求項7記載の発明に係る歯車装置は、請求項6記載の歯車装置において、前記位置決め構造は、前記歯車の軸線に対し非対称となるように、前記被着磁部における前記歯車側から凹設又は凸設された嵌入部と、前記歯車における前記磁性部材側から前記嵌入部と同数だけ凸設又は凹設され、前記嵌入部が嵌入される被嵌入部と、を有して構成されている。   A gear device according to a seventh aspect of the present invention is the gear device according to the sixth aspect, wherein the positioning structure is recessed from the gear side in the magnetized portion so as to be asymmetric with respect to the axis of the gear. Alternatively, it is configured to have a protruding insertion portion and an insertion portion that is protruded or recessed by the same number as the insertion portion from the magnetic member side in the gear and into which the insertion portion is inserted. .

請求項7記載の歯車装置では、被着磁部(磁性部材)側の嵌入部が歯車側の被嵌入部に嵌入されることで、歯車に対する磁性部材(被着磁部の着磁パターン)の位置が決まる。嵌入部が歯車の軸線に対し非対称(例えば、数、配置、形状等の少なくとも1つが非対称)であり、かつ被嵌入部が嵌入部と同数だけ設けられているので、嵌入部を被嵌入部に嵌入することで、磁性部材の着磁パターンと歯車との周方向の位置関係を一義的に設定することができる。   In the gear device according to claim 7, the magnetic member (magnetization pattern of the magnetized portion) with respect to the gear is inserted by inserting the insertion portion on the magnetized portion (magnetic member) side into the geared portion on the gear side. The position is determined. The insertion portion is asymmetric with respect to the axis of the gear (for example, at least one of the number, arrangement, shape, etc. is asymmetric) and the same number of insertion portions as the insertion portions are provided. By inserting, the positional relationship in the circumferential direction between the magnetization pattern of the magnetic member and the gear can be uniquely set.

請求項8記載の発明に係る減速機付モータは、モータ部と、請求項1〜請求項7の何れか1項記載の歯車装置が、前記モータ部の回転を減速して前記出力軸に伝達する減速機構の少なくとも一部として適用されて構成された減速部と、を備え、前記出力軸に連結される。   According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a motor with a speed reducer, wherein the motor unit and the gear device according to any one of the first to seventh aspects decelerate rotation of the motor unit and transmit it to the output shaft. And a speed reduction portion applied and configured as at least a part of the speed reduction mechanism that is coupled to the output shaft.

請求項8記載の歯車装置の減速機付モータでは、モータ部が駆動されると、該モータ部の回転が減速機構にて減速されつつトルクが増幅されて、出力軸に伝達される。本減速機付モータでは、この減速機構が請求項1〜請求項8の何れか1項記載の歯車装置が適用されて構成されているため、出力軸の回転状態、すなわち被駆動部材(負荷装置)の運転状態を精度良く検出させることができる。   In the motor with a reduction gear of the gear device according to the eighth aspect, when the motor unit is driven, the torque is amplified while being transmitted to the output shaft while the rotation of the motor unit is decelerated by the reduction mechanism. In the present motor with a speed reducer, the speed reduction mechanism is configured by applying the gear device according to any one of claims 1 to 8, so that the rotation state of the output shaft, that is, the driven member (load device) ) Can be detected with high accuracy.

請求項9記載の発明に係る減速機付モータは、請求項8記載の減速機付モータにおいて、前記減速部は、請求項2〜請求項5の何れか1つ、又は、請求項6及び請求項7のうち請求項2に従属する部分の何れか1つに記載の歯車装置が、前記モータ部の回転を減速して前記出力軸に伝達する減速機構の少なくとも一部として適用されて構成され、前記歯車装置を含む前記減速機構を収容するケースと、前記磁気センサ及び前記モータ部の回転を駆動制御する制御回路が設けられ、前記ケース内における前記歯車に対する前記圧入部の突出側において、前記回転軸が貫通することなく、前記磁気センサを前記磁性部材に対向させると共に前記磁性部材に対向して配置された制御基板と、を備えて構成されている。   A motor with a speed reducer according to an invention according to claim 9 is the motor with a speed reducer according to claim 8, wherein the speed reducer is any one of claims 2 to 5, or claims 6 and 6. Of the seventh aspect, the gear device according to any one of the parts dependent on the second aspect is applied and configured as at least a part of a speed reduction mechanism that decelerates the rotation of the motor unit and transmits it to the output shaft. A case housing the speed reduction mechanism including the gear device, and a control circuit for driving and controlling the rotation of the magnetic sensor and the motor unit, on the projecting side of the press-fitting portion with respect to the gear in the case, And a control board arranged to face the magnetic member and to face the magnetic member without penetrating the rotating shaft.

請求項9記載の減速機付モータでは、歯車に対する回転軸の片持支持側とは反対側に磁性部材が固定されており、制御回路基板に穴を開けることなく、回路基板及び該回路基板上の磁気センサを磁性部材に対向して配置されている。したがって、ケース内での回路基板の配置スペースを確保し易く、また回路基板(外形)を小型化することができる。   In the motor with a reduction gear according to claim 9, the magnetic member is fixed to the side opposite to the cantilever support side of the rotation shaft with respect to the gear, and the circuit board and the circuit board are formed on the control circuit board without making a hole. The magnetic sensor is arranged to face the magnetic member. Therefore, it is easy to secure an arrangement space for the circuit board in the case, and the circuit board (outer shape) can be reduced in size.

本発明の第1の実施形態に係るウォーム減速機構を構成するウォームホイールとセンサマグネットとを分離して示す斜視図である。It is a perspective view which isolate | separates and shows the worm wheel and sensor magnet which comprise the worm reduction mechanism which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係るウォーム減速機構の要部を示す図であって、(A)はウォームホイールとセンサマグネットとの固定状態の側断面図、(B)はウォームホイールとセンサマグネットとの分離状態の側断面図である。It is a figure which shows the principal part of the worm reduction mechanism which concerns on the 1st Embodiment of this invention, Comprising: (A) is a sectional side view of the fixed state of a worm wheel and a sensor magnet, (B) is a worm wheel and a sensor magnet. FIG. 本発明の第1の実施形態に係るウォーム減速機構を構成するウォームホイールとセンサマグネットとの分離状態をカットして示す斜視図である。It is a perspective view which cuts and shows the separation state of the worm wheel and sensor magnet which constitute the worm deceleration mechanism concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係るウォーム減速機構を構成するセンサマグネットを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the sensor magnet which comprises the worm reduction mechanism which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係るウォーム減速機構を構成する固定リングを示す図であって、(A)は第1例を示す斜視図、(B)は第2例を示す斜視図、(C)は第3例を示す斜視図である。It is a figure which shows the fixing ring which comprises the worm reduction mechanism which concerns on the 1st Embodiment of this invention, Comprising: (A) is a perspective view which shows a 1st example, (B) is a perspective view which shows a 2nd example, ( C) is a perspective view showing a third example. 本発明の第1の実施形態に係るウォーム減速機構が適用されたワイパモータを示す、図7の6−6線に沿った断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line 6-6 in FIG. 7, showing the wiper motor to which the worm reduction mechanism according to the first embodiment of the present invention is applied. 本発明の第1の実施形態に係るウォーム減速機構が適用されたワイパモータの外観を示す側面図である。It is a side view which shows the external appearance of the wiper motor to which the worm reduction mechanism which concerns on the 1st Embodiment of this invention was applied. 本発明の第2の実施形態に係るウォーム減速機構を構成するウォームホイールとセンサマグネットとを分離して示す斜視図である。It is a perspective view which isolate | separates and shows the worm wheel and sensor magnet which comprise the worm reduction mechanism which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係るウォーム減速機構の要部を示す図であって、(A)はウォームホイールとセンサマグネットとの固定状態の側断面図、(B)はウォームホイールとセンサマグネットとの分離状態の側断面図である。It is a figure which shows the principal part of the worm reduction mechanism which concerns on the 2nd Embodiment of this invention, Comprising: (A) is a sectional side view of the fixed state of a worm wheel and a sensor magnet, (B) is a worm wheel and a sensor magnet. FIG. 本発明の第2の実施形態に係るウォーム減速機構を構成するウォームホイールとセンサマグネットとの分離状態をカットして示す斜視図である。It is a perspective view which cuts and shows the separation state of the worm wheel and sensor magnet which constitute the worm speed reduction mechanism concerning a 2nd embodiment of the present invention.

本発明の第1の実施形態に係る歯車装置としてのウォーム減速装置10、及び該ウォーム減速装置10が適用された減速機構付きモータとしてのワイパモータ11について、図1〜図6に基づいて説明する。先ず、ウォーム減速装置10の全体構成についてワイパモータ11と共に説明し、次いで、本実施形態の要部である磁性部材としてのセンサマグネット36、及び歯車としてのウォームホイール20に対するセンサマグネット36を固定するためのマグネット固定構造50について説明することとする。   A worm reduction device 10 as a gear device according to a first embodiment of the present invention and a wiper motor 11 as a motor with a reduction mechanism to which the worm reduction device 10 is applied will be described with reference to FIGS. First, the overall configuration of the worm speed reduction device 10 will be described together with the wiper motor 11, and then the sensor magnet 36 as a magnetic member and the sensor magnet 36 for fixing the worm wheel 20 as a gear, which are the main parts of the present embodiment. The magnet fixing structure 50 will be described.

(ワイパモータの概略全体構成)
図7には、本発明の実施の形態に係るウォーム減速装置10が適用されたワイパモータ11の外観が側面図にて示されており、図6には、図7の6−6線に沿った断面図が示されている。これらの図に示される如く、ワイパモータ11は、モータ本体12とウォーム減速装置10が適用された減速部14と、制御部15とを主要部として構成されている。モータ本体12は、ウォーム減速装置10に回転軸16を突出させており、制御部15の制御に基づいて回転軸16を回転させるように構成されている。この実施形態では、モータ本体12は、制御部15の制御に基づいて回転軸16を正逆回転させるように構成されている。
(Overall configuration of wiper motor)
FIG. 7 is a side view showing the appearance of the wiper motor 11 to which the worm reduction device 10 according to the embodiment of the present invention is applied. FIG. 6 is taken along line 6-6 in FIG. A cross-sectional view is shown. As shown in these drawings, the wiper motor 11 includes a motor main body 12, a speed reduction unit 14 to which the worm speed reduction device 10 is applied, and a control unit 15 as main parts. The motor main body 12 has a rotating shaft 16 protruding from the worm reduction device 10 and is configured to rotate the rotating shaft 16 based on the control of the control unit 15. In this embodiment, the motor body 12 is configured to rotate the rotating shaft 16 forward and backward based on the control of the control unit 15.

ウォーム減速装置10は、回転軸16に同軸的かつ一体に回転するように設けられたウォーム18と、ウォーム18に噛み合わされたウォームホイール20とで構成されたウォーム減速機構を有する。この実施形態では、ウォームホイール20の軸心部に出力軸としての出力軸22が同軸的かつ一体に回転するように固定的に連結されている。したがって、この実施形態におけるウォーム減速装置10は、1段減速機構とされている。また、ウォーム18とウォームホイール20との噛み合い部である歯18A、20Aには、潤滑材としてのグリスが塗布されている。   The worm speed reduction device 10 includes a worm speed reduction mechanism including a worm 18 provided so as to rotate coaxially and integrally with a rotating shaft 16 and a worm wheel 20 meshed with the worm 18. In this embodiment, an output shaft 22 as an output shaft is fixedly connected to the axial center portion of the worm wheel 20 so as to rotate coaxially and integrally. Therefore, the worm reduction device 10 in this embodiment is a one-stage reduction mechanism. Further, grease as a lubricant is applied to the teeth 18A and 20A that are meshing portions of the worm 18 and the worm wheel 20.

このウォーム減速装置10は、ケース24内に収容されている。ケース24は、第1ケース26と第2ケース28とを互いに開口端で突き当てつつ結合して構成されており、図7に示される如く平面視で略矩形状を成している。この実施形態では、ウォーム減速装置10は、図6に示される如く主に第1ケース26内に形成された機構収容室としてのギヤ室24A内に配置されており、出力軸22は第1ケース26を貫通して先端22Aをケース24の外側に突出させている。第1ケース26における出力軸22の貫通部には筒状の軸受保持部26Aが形成されており、軸受30を介して出力軸22を自軸廻りに回転自在に支持している。すなわち、出力軸22は、ウォームホイール20に対する軸方向の一方側において、軸受30を介してケース24に片持支持されている。   The worm reduction device 10 is accommodated in the case 24. The case 24 is configured by joining the first case 26 and the second case 28 while abutting each other at the opening end, and has a substantially rectangular shape in plan view as shown in FIG. In this embodiment, the worm speed reducer 10 is disposed in a gear chamber 24A as a mechanism accommodating chamber formed mainly in the first case 26 as shown in FIG. 6, and the output shaft 22 is in the first case. 26, the tip 22 </ b> A protrudes outside the case 24. A cylindrical bearing holding portion 26 </ b> A is formed in a through portion of the output shaft 22 in the first case 26, and the output shaft 22 is rotatably supported around its own axis via a bearing 30. That is, the output shaft 22 is cantilevered by the case 24 via the bearing 30 on one axial side with respect to the worm wheel 20.

一方、ケース24における主に第2ケース28にて形成された基板収容室としての制御基板室24Bには、主に制御部15(の制御基板34)が収容されて固定されている。制御部15は、出力軸22の回転を検出(検知)するための回転検出部32と、回転検出部32からの信号に基づいてモータ本体12の回転を制御する制御回路が設けられた制御基板34とを主要部として構成されている。制御基板34は、ウォームホイール20の軸線方向一端側(出力軸22が突出していない側)に対向するように制御基板室24B内で保持されている(保持構造については図示省略)。   On the other hand, in the control substrate chamber 24B as a substrate storage chamber formed mainly in the second case 28 in the case 24, the control unit 15 (the control substrate 34) is mainly accommodated and fixed. The control unit 15 includes a rotation detection unit 32 for detecting (detecting) the rotation of the output shaft 22 and a control board provided with a control circuit for controlling the rotation of the motor body 12 based on a signal from the rotation detection unit 32. 34 as a main part. The control board 34 is held in the control board chamber 24B so as to face one end side in the axial direction of the worm wheel 20 (the side on which the output shaft 22 does not protrude) (the holding structure is not shown).

回転検出部32は、出力軸22と一体に回転するウォームホイール20に設けられたセンサマグネット36と、制御基板34に設けられた磁気センサ38とで構成されている。詳細は後述するが、センサマグネット36は、図1に示される如くボス部マグネット(センサマグネット)40、ボス部マグネット40の外周側に同軸的に配置された複数(この実施形態では2つ)のリングマグネット42、44を有して構成されている。このセンサマグネット36を構成するボス部マグネット40、リングマグネット42、44には、それぞれ周方向に少なくとも1組のN極とS極とを隣接させることで着磁パターンが形成されている。なお、図1では、ボス部マグネット40、リングマグネット42、44にドットの有無で極性が異なる部分を示している。   The rotation detection unit 32 includes a sensor magnet 36 provided on the worm wheel 20 that rotates integrally with the output shaft 22, and a magnetic sensor 38 provided on the control board 34. Although details will be described later, the sensor magnet 36 includes a boss magnet (sensor magnet) 40 as shown in FIG. 1 and a plurality of (two in this embodiment) coaxially arranged on the outer peripheral side of the boss magnet 40. The ring magnets 42 and 44 are provided. The boss magnet 40 and the ring magnets 42 and 44 constituting the sensor magnet 36 are each formed with a magnetized pattern by adjoining at least one pair of N pole and S pole in the circumferential direction. In FIG. 1, the boss magnet 40 and the ring magnets 42 and 44 have portions having different polarities depending on the presence or absence of dots.

以上説明したセンサマグネット36は、ウォームホイール20の軸線方向一端側に、後述するマグネット固定構造50によって、同軸的かつ一体に回転するように固定的に取り付けられている。また、この実施形態では、ウォームホイール20の周縁部からは、センサマグネット36を径方向外側から覆う周壁20Bが立設されている。   The sensor magnet 36 described above is fixedly attached to one end in the axial direction of the worm wheel 20 so as to rotate coaxially and integrally by a magnet fixing structure 50 described later. In this embodiment, a peripheral wall 20 </ b> B that covers the sensor magnet 36 from the radially outer side is erected from the peripheral edge of the worm wheel 20.

磁気センサ38は、センサマグネット36を構成するボス部マグネット40、リングマグネット42、44のそれぞれについて、磁極又は磁束変化に応じた信号を出力する少なくとも1つのホール素子を有して構成されている。この実施形態では、ボス部マグネット40に対しホール素子38A、38D、リングマグネット42に対しホール素子38B、リングマグネット44に対しホール素子38Cの計4つのホール素子を有して磁気センサ38が構成されている。ホール素子38A〜38Dは、図6に示される如く、制御基板34における対応するボス部マグネット40、リングマグネット42、44にウォームホイール20の軸線方向に対向するように配置されている。   The magnetic sensor 38 includes at least one Hall element that outputs a signal corresponding to a change in magnetic pole or magnetic flux for each of the boss magnet 40 and the ring magnets 42 and 44 constituting the sensor magnet 36. In this embodiment, the magnetic sensor 38 is configured by including a total of four Hall elements, Hall elements 38A and 38D for the boss magnet 40, Hall element 38B for the ring magnet 42, and Hall element 38C for the ring magnet 44. ing. As shown in FIG. 6, the Hall elements 38 </ b> A to 38 </ b> D are arranged so as to face the corresponding boss magnets 40 and ring magnets 42 and 44 in the control board 34 in the axial direction of the worm wheel 20.

以上説明した回転検出部32では、ボス部マグネット40、リングマグネット42、44のホール素子38A〜38D(の設置位置)に対する着磁パターンが異なっており、ウォームホイール20すなわち出力軸22の回転状態としての複数の回転位置を検出可能とされている。図6に示される如くホール素子38A〜38Dがセンサマグネット36の直径方向に沿って配置された本実施形態では、図1に例示される如く、センサマグネット36単体(組付前)の状態で各ボス部マグネット40、リングマグネット42、44の着磁パターン(N極とS曲との境界の周方向位置)が異なっている。これにより、ワイパモータ11では、例えば、図示しないワイパアームの格納位置、下反転位置、上反転位置、他複数の制御位置(制御をする基準となる位置)を設定し得る構成とされている。   In the rotation detection unit 32 described above, the magnetization patterns of the boss magnet 40 and the ring magnets 42 and 44 with respect to the Hall elements 38A to 38D (installation positions) are different, and the rotation state of the worm wheel 20, that is, the output shaft 22 is determined. It is possible to detect a plurality of rotational positions. In the present embodiment in which the Hall elements 38A to 38D are arranged along the diameter direction of the sensor magnet 36 as shown in FIG. 6, each sensor magnet 36 alone (before assembly) is shown in FIG. The magnetization patterns of the boss magnet 40 and the ring magnets 42 and 44 (the circumferential position of the boundary between the N pole and the S curve) are different. Thereby, in the wiper motor 11, for example, a storage position of a wiper arm (not shown), a lower inversion position, an upper inversion position, and a plurality of other control positions (positions serving as a reference for control) can be set.

制御基板34に形成された制御回路は、回転検出部32からの信号に基づいて、モータ本体12の正逆転(作動、反転)、停止を制御するようになっている。この制御回路については、公知の構成を適宜採用し得るので、説明を省略する。   A control circuit formed on the control board 34 controls forward / reverse rotation (operation, inversion) and stop of the motor body 12 based on a signal from the rotation detection unit 32. Since this control circuit can adopt a known configuration as appropriate, its description is omitted.

また、図6に示される如く、ワイパモータ11は、ケース24内におけるギヤ室24Aから制御基板室24Bへのグリスの飛散を防止するためのカバー部材46を備えている。カバー部材46は、ケース24内の空間をギヤ室24Aと制御基板室24Bとに区画している。カバー部材46は、図6に示す例では磁気センサ38に対しセンサマグネット36を露出させる窓部46Aを有して構成されているが、窓部46Aを有しない構成としても良い。   Further, as shown in FIG. 6, the wiper motor 11 includes a cover member 46 for preventing grease from scattering from the gear chamber 24 </ b> A to the control board chamber 24 </ b> B in the case 24. The cover member 46 divides the space in the case 24 into a gear chamber 24A and a control board chamber 24B. In the example shown in FIG. 6, the cover member 46 is configured to include the window portion 46 </ b> A that exposes the sensor magnet 36 to the magnetic sensor 38.

(センサマグネットの構成)
図1〜図3に示される如く、磁性部材としてのセンサマグネット36は、同軸的に配置されたそれぞれ被着磁部としてのボス部マグネット40、リングマグネット42、44と、径方向に隣り合うボス部マグネット40とリングマグネット42とを連結すると共にリングマグネット42とリングマグネット44とを連結する連結部48とを有して構成されている。また、センサマグネット36には、マグネット固定構造50を構成する被圧入部材としての固定リング52が設けられている。
(Configuration of sensor magnet)
As shown in FIGS. 1 to 3, the sensor magnet 36 as a magnetic member includes a boss magnet 40 and ring magnets 42 and 44 that are coaxially arranged as magnetized portions, and bosses that are adjacent in the radial direction. It has the connection part 48 which connects the part magnet 40 and the ring magnet 42, and connects the ring magnet 42 and the ring magnet 44, and is comprised. Further, the sensor magnet 36 is provided with a fixing ring 52 as a press-fit member constituting the magnet fixing structure 50.

ボス部マグネット40は、センサマグネット36の軸心部を構成する円板状のボス部36Aが所定の着磁パターンで着磁されることで構成されている。リングマグネット42は、内径がボス部マグネット40の外径よりも大であるリング状に形成されており、リングマグネット44は、内径がリングマグネット42の外径よりも大であるリング状に形成されている。したがって、ボス部マグネット40、リングマグネット42、44は、互いに径方向に離間して配置されている。連結部48は、ボス部マグネット40とリングマグネット42とを連結する複数(この実施形態では3つ)の内側連結部48Aと、リングマグネット42とリングマグネット44とを連結する複数(この実施形態では3つ)の外側連結部48Bとを有する。   The boss magnet 40 is configured by magnetizing a disc-shaped boss 36 </ b> A that constitutes the axial center of the sensor magnet 36 with a predetermined magnetization pattern. The ring magnet 42 is formed in a ring shape whose inner diameter is larger than the outer diameter of the boss magnet 40, and the ring magnet 44 is formed in a ring shape whose inner diameter is larger than the outer diameter of the ring magnet 42. ing. Therefore, the boss magnet 40 and the ring magnets 42 and 44 are arranged to be separated from each other in the radial direction. The connecting portion 48 includes a plurality (three in this embodiment) of inner connecting portions 48A that connect the boss magnet 40 and the ring magnet 42, and a plurality (in this embodiment) that connects the ring magnet 42 and the ring magnet 44. Three) outer connecting portions 48B.

これにより、センサマグネット36では、ボス部マグネット40、リングマグネット42、44が、互いの着磁パターンの相対関係(相対位置)を維持したまま取り扱い可能に構成されている。すなわち、この実施形態では、センサマグネット36は、ウォームホイール20への組付前に、ボス部マグネット40、リングマグネット42、44がそれぞれの着磁パターンで着磁されている。また、この実施形態では、ボス部マグネット40、リングマグネット42、44の着磁パターン面は、出力軸22の軸線方向との直交面に沿った同一平面上に位置して(露出されて)いる。   Thereby, in the sensor magnet 36, the boss | hub part magnet 40 and the ring magnets 42 and 44 are comprised so that handling is possible, maintaining the relative relationship (relative position) of a mutual magnetization pattern. In other words, in this embodiment, the boss magnet 40 and the ring magnets 42 and 44 are magnetized in the respective magnetized patterns before the sensor magnet 36 is assembled to the worm wheel 20. In this embodiment, the magnetization pattern surfaces of the boss magnet 40 and the ring magnets 42 and 44 are located (exposed) on the same plane along the plane orthogonal to the axial direction of the output shaft 22. .

さらに、センサマグネット36は、ボス部マグネット40、リングマグネット42、44が互いに同軸的に配置されると共に、それぞれ複数の内側連結部48A及び外側連結部48Bが周方向に等間隔で配置されているため、その重心がウォームホイール20の軸線(回転中心)と略一致される。これにより、ウォーム減速装置10では、センサマグネット36と一体に回転されるウォームホイール20(すなわち出力軸22)の回転バランスが安定されるようになっている。   Further, in the sensor magnet 36, the boss magnet 40 and the ring magnets 42 and 44 are coaxially arranged, and a plurality of inner coupling portions 48A and outer coupling portions 48B are arranged at equal intervals in the circumferential direction. Therefore, the center of gravity is substantially coincident with the axis (rotation center) of the worm wheel 20. Thereby, in the worm reduction gear 10, the rotation balance of the worm wheel 20 (that is, the output shaft 22) rotated integrally with the sensor magnet 36 is stabilized.

以上説明したセンサマグネット36は、磁性粉体を樹脂材に含ませて構成された所謂プラスチックマグネット(ボンド磁石)とされており、各部が一体に構成されている(この実施形態では、一体成形されている)。磁性粉体としては、例えばフェライト系の磁性体、アルニコ系の磁性体、ネオジウム−鉄−ボロン系の磁性体、サマリウム−コバルト系の磁性体等を用いることができ、また樹脂材としては、ナイロン、ポリプロピレン、ポリアミド等の樹脂材を用いることができる。この実施形態では、ナイロンにフェライトを添加した材料にてセンサマグネット36が構成されている。   The sensor magnet 36 described above is a so-called plastic magnet (bonded magnet) formed by including a magnetic powder in a resin material, and each part is integrally formed (in this embodiment, it is integrally molded). ing). As the magnetic powder, for example, a ferrite-based magnetic material, an alnico-based magnetic material, a neodymium-iron-boron-based magnetic material, a samarium-cobalt-based magnetic material, and the like can be used. Resin materials such as polypropylene and polyamide can be used. In this embodiment, the sensor magnet 36 is made of a material obtained by adding ferrite to nylon.

固定リング52は、金属材にて構成され、ボス部マグネット40(円板状のボス部36A)における軸心部にインサート成形されている。具体的には、固定リング52は、図5(A)〜図5(C)に示される如く、樹脂材にインサート成形されるとボス部マグネット40に対し回り止めとなる形状を有する。図5(A)の例は、円筒状のリング本体52Aの外周から放射状に複数の突起52Bが突出されたものであり、複数の突起52B間に樹脂材が入り込むことで固定リング52がボス部マグネット40に対し回り止めされるようになっている。このものは、リング本体52Aの軸線方向の長さがボス部マグネット40の厚みと略同等とされる(円筒状のリング本体52Aの両端面が露出される)。   The fixing ring 52 is made of a metal material, and is insert-molded at an axial center portion of the boss magnet 40 (disk-shaped boss portion 36A). Specifically, as shown in FIGS. 5A to 5C, the fixing ring 52 has a shape that prevents rotation with respect to the boss magnet 40 when it is insert-molded into a resin material. In the example of FIG. 5A, a plurality of protrusions 52B protrude radially from the outer periphery of a cylindrical ring main body 52A, and the fixing ring 52 becomes a boss portion by the resin material entering between the plurality of protrusions 52B. The rotation is prevented with respect to the magnet 40. In this case, the length of the ring body 52A in the axial direction is substantially equal to the thickness of the boss magnet 40 (both end faces of the cylindrical ring body 52A are exposed).

図5(B)の例は、円筒状のリング本体52Aの軸線方向一端からフランジ52Cが径方向外側に張り出されており、該フランジ52Cに複数の孔又は凹部52Dが形成されたものであり、複数の孔又は凹部52Dに樹脂材が入り込むことで固定リング52がボス部マグネット40に対し回り止めされるようになっている。このものは、フランジ52Cがボス部マグネット40に埋め込まれ、リング本体52Aの軸線方向の他端のみが露出される。   In the example of FIG. 5B, a flange 52C is projected radially outward from one axial end of a cylindrical ring body 52A, and a plurality of holes or recesses 52D are formed in the flange 52C. The fixing ring 52 is prevented from rotating with respect to the boss magnet 40 by the resin material entering the plurality of holes or recesses 52D. In this, the flange 52C is embedded in the boss magnet 40, and only the other end of the ring body 52A in the axial direction is exposed.

図5(C)の例は、円筒状のリング本体52Aの軸線方向一端からフランジ52Eが径方向外側に張り出されており、該フランジ52Eの外周から放射状に複数の突起52Fが突出されたものであり、複数の突起52F間に樹脂材が入り込むことで固定リング52がボス部マグネット40に対し回り止めされるようになっている。このものは、フランジ52Cがボス部マグネット40に埋め込まれ、リング本体52Aの軸線方向の他端のみが露出される。   In the example of FIG. 5C, a flange 52E is projected radially outward from one end in the axial direction of a cylindrical ring body 52A, and a plurality of protrusions 52F project radially from the outer periphery of the flange 52E. The fixing ring 52 is prevented from rotating with respect to the boss magnet 40 by the resin material entering between the plurality of protrusions 52F. In this, the flange 52C is embedded in the boss magnet 40, and only the other end of the ring body 52A in the axial direction is exposed.

以上説明したように固定リング52は、後述する凸部54が圧入されるリング本体52Aと、該リング本体52Aのボス部マグネット40に対する相対回転を防止するための回り止め構造(複数の突起52B、複数の孔又は凹部52Dを有するフランジ52C、複数の突起52Fが形成されたフランジ52E)とを有する構成とされている。回り止め構造として、上記以外の構造を採用しても良い。なお、図2、図3、図6(第2の実施形態に係る図9、図10)では、固定リング52の回り止め構造の図示を省略している。   As described above, the fixing ring 52 includes a ring main body 52A into which a convex portion 54, which will be described later, is press-fitted, and a rotation prevention structure (a plurality of protrusions 52B, 52A) for preventing relative rotation of the ring main body 52A with respect to the boss magnet 40. A flange 52C having a plurality of holes or recesses 52D and a flange 52E) having a plurality of projections 52F are provided. A structure other than the above may be employed as the rotation preventing structure. 2, 3, and 6 (FIGS. 9 and 10 according to the second embodiment), the illustration of the rotation prevention structure of the fixing ring 52 is omitted.

マグネット固定構造50は、マグネット固定構造50のリング本体52Aに、ウォームホイール20に設けられた圧入部としての金属製の凸部54が圧入されることで、ウォームホイール20に対しセンサマグネット36を固定するようになっている。   The magnet fixing structure 50 fixes the sensor magnet 36 to the worm wheel 20 by press-fitting a metal convex portion 54 as a press-fitting portion provided on the worm wheel 20 into the ring body 52A of the magnet fixing structure 50. It is supposed to be.

この実施形態では、ウォームホイール20に固定された出力軸22が金属製とされており、図2(A)、図2(B)及び図3に示される如く凸部54は出力軸22に一体に形成されている。すなわち、凸部54は、出力軸22における先端22Aと反対側の端面22Bから同軸的に突出されると共に、ウォームホイール20のボス部20Cの端面20Dに対しセンサマグネット36側に突出されている。換言すれば、凸部54は、ウォームホイール20に対して、出力軸22における軸受30による片持支持側と反対側に向けて突出されている。出力軸22のウォームホイール20への固定構造について補足すると、出力軸22における先端22Aと反対側の端部には、金属製の固定用リング56が圧入により固定されており、この固定用リング56がインサート成形によってウォームホイール20のボス部20Cに埋設されている。固定用リング56の外周には図示しないローレット加工が施されており、出力軸22は、上記した通り、ウォームホイール20に対し相対回転しないように固定されている。   In this embodiment, the output shaft 22 fixed to the worm wheel 20 is made of metal, and the convex portion 54 is integrated with the output shaft 22 as shown in FIGS. 2 (A), 2 (B) and 3. Is formed. That is, the convex portion 54 protrudes coaxially from the end surface 22B of the output shaft 22 opposite to the tip 22A, and protrudes toward the sensor magnet 36 with respect to the end surface 20D of the boss portion 20C of the worm wheel 20. In other words, the convex portion 54 projects from the worm wheel 20 toward the side opposite to the cantilever support side of the output shaft 22 by the bearing 30. To supplement the structure for fixing the output shaft 22 to the worm wheel 20, a metal fixing ring 56 is fixed to the end of the output shaft 22 opposite to the tip 22 </ b> A by press fitting. Is embedded in the boss portion 20C of the worm wheel 20 by insert molding. A knurling process (not shown) is performed on the outer periphery of the fixing ring 56, and the output shaft 22 is fixed so as not to rotate relative to the worm wheel 20 as described above.

そして、ウォームホイール20のボス部20Cは、ウォームホイール20の軸心部(出力軸22の固定部)を成す底面視で円形状の厚肉部として形成されており、凸部54は、このボス部20Cに対しセンサマグネット36側に突出されている。この凸部54がセンサマグネット36(ボス部マグネット40)の軸心に設けられた固定リング52に圧入されることで、上記の通りセンサマグネット36がウォームホイール20に同軸的かつ一体に回転するように固定される構成である。図示は省略するが、凸部54の先端、及び固定リング52における凸部54の圧入側の開口縁には、それぞれ面取り又は丸め加工が施されている。この実施形態では、ワイパモータ11の出力軸22は、ウォームホイール20の回転軸を兼ねており、本発明における回転軸、出力軸の双方に相当する。   The boss portion 20 </ b> C of the worm wheel 20 is formed as a circular thick wall portion when viewed from the bottom, which forms the axial center portion (fixed portion of the output shaft 22) of the worm wheel 20. It protrudes toward the sensor magnet 36 with respect to the portion 20C. The convex portion 54 is press-fitted into the fixing ring 52 provided at the axis of the sensor magnet 36 (boss portion magnet 40), so that the sensor magnet 36 rotates coaxially and integrally with the worm wheel 20 as described above. It is the structure fixed to. Although not shown, the tip of the convex portion 54 and the opening edge of the fixing ring 52 on the press-fitting side of the convex portion 54 are each chamfered or rounded. In this embodiment, the output shaft 22 of the wiper motor 11 also serves as the rotating shaft of the worm wheel 20, and corresponds to both the rotating shaft and the output shaft in the present invention.

また、ウォームホイール20のボス部20Cには、被嵌入部としての凹部58が形成されている。凹部58は、ウォームホイール20の軸線方向一方側(凸部54の突出側)及び径方向外側を向いて開口しており、この実施形態では、縁部の形状が略半円弧状(U字状)とされている。凹部58は、センサマグネット36に設けられた嵌入部としての凸部62とで位置決め構造60を構成している。   Further, the boss portion 20 </ b> C of the worm wheel 20 is formed with a recess 58 as a fitted portion. The recess 58 opens toward the one side in the axial direction of the worm wheel 20 (the protruding side of the projection 54) and the outside in the radial direction. In this embodiment, the shape of the edge is substantially semicircular (U-shaped). ). The concave portion 58 constitutes a positioning structure 60 with a convex portion 62 as an insertion portion provided in the sensor magnet 36.

図4に示される如く、凸部62は、センサマグネット36のボス部36Aにおけるボス部マグネット40の着磁パターン面の裏面側に設けられている。この実施形態では、センサマグネット36のボス部36Aの裏面側はウォームホイール20のボス部20Cにおける軸線方向の一部が非圧入状態で嵌入される凹部64とされている。凸部62は、凹部64の底壁64A及び周壁64Bに跨るように、該凹部64内に突出されている。したがって、凸部62は、センサマグネット36すなわちウォームホイール20の軸線から離間して配置されている。そして、この実施形態では、単一の凸部62がセンサマグネット36に設けられている。   As shown in FIG. 4, the convex portion 62 is provided on the back side of the magnetized pattern surface of the boss magnet 40 in the boss portion 36 </ b> A of the sensor magnet 36. In this embodiment, the back surface side of the boss portion 36A of the sensor magnet 36 is a recess 64 in which a part of the boss portion 20C of the worm wheel 20 is fitted in a non-press-fit state. The convex portion 62 protrudes into the concave portion 64 so as to straddle the bottom wall 64A and the peripheral wall 64B of the concave portion 64. Therefore, the convex portion 62 is arranged away from the axis of the sensor magnet 36, that is, the worm wheel 20. In this embodiment, a single convex portion 62 is provided on the sensor magnet 36.

したがって、位置決め構造60を構成する凸部62は、ウォームホイール20の軸線に対し非対称に配置されている。一方、ウォームホイール20の凹部58は、1つだけ(凸部62と同数だけ)形成されている。これにより、位置決め構造60は、凸部62が凹部58に嵌入することで、ウォームホイール20に対するセンサマグネット36の周(回転)方向位置を一義的に定める構成とされている。   Therefore, the convex part 62 which comprises the positioning structure 60 is arrange | positioned asymmetrically with respect to the axis line of the worm wheel 20. FIG. On the other hand, only one concave portion 58 of the worm wheel 20 (the same number as the convex portions 62) is formed. Accordingly, the positioning structure 60 is configured to uniquely determine the circumferential (rotation) direction position of the sensor magnet 36 with respect to the worm wheel 20 by fitting the convex portion 62 into the concave portion 58.

また、この実施形態では、図2(B)に示される如く、マグネット固定構造50を構成する凸部54の端面20Dに対する突出高H1(固定リング52への圧入ストローク)が、凸部62の底壁64Aに対する突出高H2(凹部58への嵌入ストローク)よりも僅かに大とされている。したがって、ウォーム減速装置10では、ウォームホイール20にセンサマグネット36を組み付ける際には、先ず凸部54が固定リング52に僅かに挿入されてセンサマグネット36がウォームホイール20に対しセンタリングされた状態で、凸部62が凹部58に入り込むように周方向の位置決めを行う構成とされている。   In this embodiment, as shown in FIG. 2B, the protrusion height H1 (pressing stroke to the fixing ring 52) with respect to the end surface 20D of the convex portion 54 constituting the magnet fixing structure 50 is the bottom of the convex portion 62. The protrusion height H2 with respect to the wall 64A (the insertion stroke into the recess 58) is slightly larger. Therefore, in the worm reduction device 10, when the sensor magnet 36 is assembled to the worm wheel 20, first, the convex portion 54 is slightly inserted into the fixing ring 52 and the sensor magnet 36 is centered with respect to the worm wheel 20. Positioning in the circumferential direction is performed so that the convex portion 62 enters the concave portion 58.

なお、マグネット固定構造50を構成する固定リング52の内周面、凸部54の外周面には、回り止め用のセレーション等を形成しても良い。   In addition, you may form the serration for rotation prevention etc. in the inner peripheral surface of the fixing ring 52 which comprises the magnet fixing structure 50, and the outer peripheral surface of the convex part 54. FIG.

次に、第1の実施形態の作用を説明する。   Next, the operation of the first embodiment will be described.

上記構成のウォーム減速装置10が適用されたワイパモータ11では、モータ本体12が駆動されると、ウォーム減速装置10のウォーム18が回転軸16と共に自軸廻りに回転され、該ウォーム18に噛み合わされているウォームホイール20が自軸廻りに回転駆動される。このウォームホイール20には出力軸22が固定されているので、出力軸22は、ウォームホイール20と一体に、ウォーム18の回転数に対し減速された回転数(増幅されたトルク)で回転される。   In the wiper motor 11 to which the worm reduction device 10 having the above configuration is applied, when the motor main body 12 is driven, the worm 18 of the worm reduction device 10 is rotated around the own shaft together with the rotary shaft 16 and is engaged with the worm 18. The worm wheel 20 is rotated around its own axis. Since the output shaft 22 is fixed to the worm wheel 20, the output shaft 22 is rotated integrally with the worm wheel 20 at a rotational speed (amplified torque) reduced with respect to the rotational speed of the worm 18. .

このとき、センサマグネット36は、ウォームホイール20と一体に回転し、出力軸22の回転位置に応じた信号を、ホール素子38A〜38Dに出力させる。制御基板34に設けられた制御部は、ホール素子38A〜38Dからの出力軸22の回転位置に応じた信号に基づいて、モータ本体12の作動、停止、回転方向等を制御する。   At this time, the sensor magnet 36 rotates integrally with the worm wheel 20 and outputs signals corresponding to the rotational position of the output shaft 22 to the Hall elements 38A to 38D. The control unit provided on the control board 34 controls the operation, stop, rotation direction, and the like of the motor body 12 based on a signal corresponding to the rotation position of the output shaft 22 from the Hall elements 38A to 38D.

以上説明したウォーム減速装置10を構成するウォームホイール20にセンサマグネット36を組み付けるにあたっては、先ず、マグネット固定構造50の凸部54の先端を固定リング52に挿入(軽圧入)してウォームホイール20に対しセンサマグネット36をセンタリングする。次いで、位置決め構造60の凹部58と凸部62との周方向位置を合わせてウォームホイール20に対しセンサマグネット36の周方向位置を仮決めする。   In assembling the sensor magnet 36 to the worm wheel 20 constituting the worm reduction device 10 described above, first, the tip of the convex portion 54 of the magnet fixing structure 50 is inserted into the fixing ring 52 (light press-fitting) to the worm wheel 20. On the other hand, the sensor magnet 36 is centered. Next, the circumferential position of the sensor magnet 36 is provisionally determined with respect to the worm wheel 20 by matching the circumferential positions of the concave portion 58 and the convex portion 62 of the positioning structure 60.

この状態から、凸部54を固定リング52にさらに深く圧入しつつ、凸部62を凹部58に嵌入させる。ウォームホイール20のボス部20Cの端面20Dが凹部64の底壁64Aに当接(または極近接)するまで凸部54を固定リング52に圧入すると、ウォームホイール20に対するセンサマグネット36の組み付けが完了する。   From this state, the convex portion 62 is inserted into the concave portion 58 while the convex portion 54 is pressed into the fixing ring 52 further deeply. When the convex portion 54 is press-fitted into the fixing ring 52 until the end surface 20D of the boss portion 20C of the worm wheel 20 abuts (or extremely close to) the bottom wall 64A of the concave portion 64, the assembly of the sensor magnet 36 to the worm wheel 20 is completed. .

ここで、ウォーム減速装置10では、ウォームホイール20側の金属製の凸部54がセンサマグネット36側の金属製の固定リング52に圧入されることで、該ウォームホイール20に対しセンサマグネット36が固定されている。このため、ウォーム減速装置10では、センサマグネット36をウォームホイール20に対しガタつかないように、該ウォームホイール20に固定することができる。   Here, in the worm speed reduction device 10, the sensor protrusion 36 is fixed to the worm wheel 20 by pressing the metal protrusion 54 on the worm wheel 20 side into the metal fixing ring 52 on the sensor magnet 36 side. Has been. Therefore, in the worm reduction device 10, the sensor magnet 36 can be fixed to the worm wheel 20 so as not to rattle the worm wheel 20.

これにより、ウォーム減速装置10は、例えば、ウォームホイールから突設されると共にセンサマグネットに形成された複数の孔に挿通された複数のピンの先端に歯付きリングを締着する比較例のように、ウォームホイールに対するセンサマグネットのガタつき防止のために過度の加工精度が要求されることがない。したがって、ウォーム減速装置10は、上記比較例と比較して、低コスト化が図られると共に、ウォームホイール20に対するセンサマグネット36の組付性が向上されている。   As a result, the worm reduction device 10 projects from a worm wheel and, for example, as in a comparative example in which a toothed ring is fastened to the tips of a plurality of pins inserted into a plurality of holes formed in a sensor magnet. In order to prevent the sensor magnet from rattling against the worm wheel, excessive machining accuracy is not required. Therefore, the worm speed reduction device 10 is reduced in cost as compared with the comparative example, and the assembling property of the sensor magnet 36 to the worm wheel 20 is improved.

また、ウォーム減速装置10では、ウォームホイール20に対するセンサマグネット36の組み付けに伴って該センサマグネット36を加熱することがない。このため、ウォーム減速装置10では、センサマグネット36を構成するボス部マグネット40、リングマグネット42、44が加熱により変形されたり減磁されたりすることがない。したがって、ウォーム減速装置10では、センサマグネット36の回転(速度0を含む)に伴うボス部マグネット40、リングマグネット42、44の磁極又は磁束に応じた精度の高い信号を、磁気センサ38に出力させることができる。   In the worm reduction device 10, the sensor magnet 36 is not heated with the assembly of the sensor magnet 36 to the worm wheel 20. For this reason, in the worm speed reducer 10, the boss magnet 40 and the ring magnets 42 and 44 constituting the sensor magnet 36 are not deformed or demagnetized by heating. Therefore, in the worm reduction device 10, the magnetic sensor 38 outputs a highly accurate signal corresponding to the magnetic poles or magnetic fluxes of the boss magnet 40 and the ring magnets 42 and 44 that accompany the rotation (including the speed 0) of the sensor magnet 36. be able to.

しかも、ウォーム減速装置10では、固定リング52と凸部54との金属部材同士の圧入によってウォームホイール20に対しセンサマグネット36が組み付けられる。このため、ボス部マグネット40に作用する応力を緩和しつつ、固定リング52と凸部54とが強固に固定される。これにより、プラスチックマグネット(ボンド磁石)であるボス部マグネット40は、ウォームホイール20に対するセンサマグネット36の組み付けに伴う割れが防止又は効果的に抑制され、センサマグネット36のボス部としてウォームホイール20に対し強固に組み付けられる。さらに、上記組み付けに伴いボス部マグネット40に作用する応力が緩和されるので、例えばセンサマグネット36を構成する樹脂材への磁性粉体の混入量を増やして磁力を強化することも可能である。   Moreover, in the worm reduction device 10, the sensor magnet 36 is assembled to the worm wheel 20 by press-fitting the metal members of the fixing ring 52 and the convex portion 54. For this reason, the fixing ring 52 and the convex portion 54 are firmly fixed while relaxing the stress acting on the boss magnet 40. Thereby, the boss magnet 40 which is a plastic magnet (bonded magnet) is prevented or effectively suppressed from cracking due to the assembly of the sensor magnet 36 with respect to the worm wheel 20. It is firmly assembled. Furthermore, since the stress acting on the boss magnet 40 is relieved with the assembly, it is possible to increase the magnetic force by increasing the amount of magnetic powder mixed into the resin material constituting the sensor magnet 36, for example.

このように、本実施形態に係るウォーム減速装置10では、ウォームホイール20に対しセンサマグネット36をガタつきなく固定し、出力軸22の回転位置を精度良く検出させることができる。   Thus, in the worm reduction device 10 according to the present embodiment, the sensor magnet 36 is fixed to the worm wheel 20 without rattling, and the rotational position of the output shaft 22 can be detected with high accuracy.

特に、ウォーム減速装置10では、センサマグネット36がボス部マグネット40に加えて、該ボス部マグネット40とは着磁パターンが異なるリングマグネット42、44を有して構成されている。このため、ウォーム減速装置10では、出力軸22の多くの回転位置に応じた信号を得ることができる。これにより、ウォーム減速装置10が適用されたワイパモータ11では、例えば上記した通り、図示しないワイパアームの格納位置、下反転位置、上反転位置、他複数の制御位置(制御をする基準となる位置)を設定することが可能である。   In particular, in the worm reduction device 10, the sensor magnet 36 is configured to have ring magnets 42 and 44 having a different magnetization pattern from the boss magnet 40 in addition to the boss magnet 40. For this reason, the worm reduction device 10 can obtain signals corresponding to many rotational positions of the output shaft 22. Thereby, in the wiper motor 11 to which the worm speed reduction device 10 is applied, for example, as described above, a retracted position, a lower reversing position, an upper reversing position, and a plurality of other control positions (positions serving as a reference for control) are not shown. It is possible to set.

しかも、センサマグネット36におけるウォームホイール20への固定部位であるボス部36Aを利用してボス部マグネット40が形成されているため、ウォーム減速装置10では、同等の回転位置信号を得ることができる3重リングのセンサマグネット(比較例)に対し、リングマグネットの数を減らし、小型なものとすることができる。すなわち、ウォーム減速装置10では、比較例に対しリングマグネット数を減らしつつ、上記した如く出力軸22の多くの回転位置に応じた信号を得ることができる。   Moreover, since the boss magnet 40 is formed by using the boss 36A which is a fixed portion of the sensor magnet 36 to the worm wheel 20, the worm reduction device 10 can obtain an equivalent rotational position signal 3 Compared to the heavy ring sensor magnet (comparative example), the number of ring magnets can be reduced and the size can be reduced. In other words, the worm reduction device 10 can obtain signals corresponding to many rotational positions of the output shaft 22 as described above while reducing the number of ring magnets as compared with the comparative example.

さらに、ウォーム減速装置10では、センサマグネット36を構成するボス部マグネット40、リングマグネット42、44が連結部48を介して互いに連結されている。このため、センサマグネット36は、ボス部マグネット40、リングマグネット42、44における異なる複数の着磁パターンの相対関係(相対位置)を維持したまま、センサマグネット36をウォームホイール20に組み付けることができる。これにより、ウォーム減速装置10では、互いに異なる複数の着磁パターンを個別にウォームホイール20に組み付ける比較例のように複数の着磁パターンの相対位置の誤差が累積されることがなく、出力軸の回転状態の検出精度の向上に寄与する。   Further, in the worm speed reduction device 10, the boss magnet 40 and the ring magnets 42 and 44 constituting the sensor magnet 36 are connected to each other via a connecting part 48. For this reason, the sensor magnet 36 can be assembled to the worm wheel 20 while maintaining the relative relationship (relative position) of the plurality of different magnetization patterns in the boss magnet 40 and the ring magnets 42 and 44. Thereby, in the worm speed reducer 10, the relative position errors of the plurality of magnetization patterns are not accumulated unlike the comparative example in which a plurality of different magnetization patterns are individually assembled to the worm wheel 20, and the output shaft This contributes to improving the detection accuracy of the rotation state.

また、ウォーム減速装置10では、ボス部マグネット40、リングマグネット42、44の着磁パターン面が出力軸22の軸線方向との直交面に沿った同一平面上に位置している。このため、ウォーム減速装置10では、共通の制御基板34(同一平面)上に配置された実質的に同一特性のホール素子38A〜38Dを用いて、ボス部マグネット40、リングマグネット42、44の極性又は磁束変化に基づく回転位置の検出を行わせることができる。   Further, in the worm reduction device 10, the magnetization pattern surfaces of the boss magnet 40 and the ring magnets 42 and 44 are located on the same plane along a plane orthogonal to the axial direction of the output shaft 22. For this reason, in the worm speed reducer 10, the polarities of the boss magnet 40 and the ring magnets 42 and 44 using the Hall elements 38A to 38D having substantially the same characteristics arranged on the common control board 34 (same plane). Alternatively, the rotational position can be detected based on the magnetic flux change.

さらに、ウォーム減速装置10では、位置決め構造60を備えているため、ウォームホイール20に対するセンサマグネット36の周(回転)方向の位置を一義的に決めることができる。特に、位置決め構造60を構成する凸部62がウォームホイール20の軸線に対し非対称に配置され、ウォームホイール20側には凸部62の嵌入可能な凹部58が該凸部62と同数だけ設けられているので、簡単な構造で、ウォームホイール20に対するセンサマグネット36の周方向の位置を一義的に決めることができる。   Furthermore, since the worm speed reduction device 10 includes the positioning structure 60, the position in the circumferential (rotation) direction of the sensor magnet 36 with respect to the worm wheel 20 can be uniquely determined. In particular, the convex portions 62 constituting the positioning structure 60 are asymmetrically arranged with respect to the axis of the worm wheel 20, and the same number of concave portions 58 into which the convex portions 62 can be fitted are provided on the worm wheel 20 side. Therefore, the position of the sensor magnet 36 in the circumferential direction with respect to the worm wheel 20 can be uniquely determined with a simple structure.

このため、例えばワイパモータ11に組み込まれて正逆回転範囲が定まっているウォームホイール20に対し、予め所定の着磁パターンで着磁されたセンサマグネット36を、該ウォームホイール20の回転方向の所定位置(ワイパアームの位置に応じた相対位置)に精度良く固定することができる。また、ウォーム減速装置10では、ウォームホイール20に対するセンサマグネット36の固定保持(相対回転禁止機能)はマグネット固定構造50が担保するため、位置決め構造60の凹部58と凸部62とにトルクを支持することがない。このため、凹部58、凸部62は回転方向の要求強度が小さく、設定の自由度が高い。   For this reason, for example, a sensor magnet 36 magnetized in advance with a predetermined magnetizing pattern on a worm wheel 20 incorporated in the wiper motor 11 and having a normal / reverse rotation range is determined in a predetermined position in the rotational direction of the worm wheel 20. It can be fixed with high precision (relative position according to the position of the wiper arm). Further, in the worm reduction device 10, the magnet fixing structure 50 ensures that the sensor magnet 36 is fixedly held (relative rotation prohibiting function) with respect to the worm wheel 20, so that torque is supported by the concave portion 58 and the convex portion 62 of the positioning structure 60. There is nothing. For this reason, the recessed part 58 and the convex part 62 have a small required strength in the rotation direction and a high degree of freedom in setting.

そして、以上説明した如きウォーム減速装置10を備えたワイパモータ11では、出力軸22の回転状態、すなわち被駆動部材(ワイパアーム等)の運転状態を精度良く検出させることができる。   In the wiper motor 11 including the worm reduction device 10 as described above, the rotation state of the output shaft 22, that is, the operation state of the driven member (wiper arm or the like) can be detected with high accuracy.

またここで、ウォーム減速装置10では、出力軸22におけるウォームホイール20に対し軸受30による片持支持側とは反対側に突出された凸部54にセンサマグネット36が固定されている。このため、制御基板34は、出力軸22を貫通させるための貫通孔を形成することなく、各磁気センサ38及び制御基板34自体がセンサマグネット36に対向するように、ケース24内に配置される。これにより、制御基板34上に回路部品や配線を有効に配置できるので、制御基板34(の外形)の小型化が可能となり、それによって、ケース24内の限られた空間内に制御基板34の配置スペースを確保することが容易となる。   Here, in the worm reduction device 10, the sensor magnet 36 is fixed to a convex portion 54 that protrudes from the worm wheel 20 of the output shaft 22 to the side opposite to the cantilever support side by the bearing 30. For this reason, the control board 34 is disposed in the case 24 so that each magnetic sensor 38 and the control board 34 itself face the sensor magnet 36 without forming a through hole for allowing the output shaft 22 to pass therethrough. . As a result, circuit components and wiring can be effectively arranged on the control board 34, so that the control board 34 (outside shape) can be downsized, and thereby the control board 34 can be placed in a limited space in the case 24. It is easy to secure the arrangement space.

(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態に係るウォーム減速装置70について、図7〜図9に基づいて説明する。なお、上記第1の実施形態と基本的に同一の部品、部分については、上記第1の実施形態と同一の符号を付して説明、図示を省略する場合がある。
(Second Embodiment)
Next, a worm reduction device 70 according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Note that parts and portions that are basically the same as those in the first embodiment may be denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment, and may not be described or illustrated.

図8には、第2の実施形態に係るウォーム減速装置70を構成するウォームホイール20とセンサマグネット36とが分離された状態の斜視図が示されている。この図に示される如く、ウォーム減速装置70は、凹部58と凸部62とから成る位置決め構造60に代えて、センサマグネット36側に設けられた嵌入部としての嵌入孔72と、該嵌入孔72に嵌入し得るウォームホイール20側の被嵌入部としての凸部74とから成る位置決め構造75を備える点で、第1の実施形態に係るウォーム減速装置10とは異なる。   FIG. 8 is a perspective view showing a state where the worm wheel 20 and the sensor magnet 36 constituting the worm reduction device 70 according to the second embodiment are separated. As shown in this figure, the worm speed reduction device 70 has a fitting hole 72 as a fitting portion provided on the sensor magnet 36 side, instead of the positioning structure 60 composed of the concave portion 58 and the convex portion 62, and the fitting hole 72. The worm reduction device 10 according to the first embodiment is different from the worm reduction device 10 according to the first embodiment in that it includes a positioning structure 75 including a convex portion 74 as a fitted portion on the worm wheel 20 side that can be fitted into the worm wheel 20.

図9及び図10にも示される如く、嵌入孔72は、ボス部マグネット40(ボス部36A)における固定リング52から離間した部分に形成されている。この実施形態では、嵌入孔72は、ボス部マグネット40(凹部64の底壁64A)を凸部54の突出方向(凸部54と固定リング52との圧入方向)に貫通する貫通孔とされている。嵌入孔72は、1つだけ形成されている。したがって、嵌入孔72は、ウォームホイール20の軸線に対し非対称に配置されている。   As shown in FIGS. 9 and 10, the fitting hole 72 is formed in a portion of the boss magnet 40 (boss portion 36 </ b> A) that is separated from the fixing ring 52. In this embodiment, the insertion hole 72 is a through-hole that penetrates the boss magnet 40 (the bottom wall 64A of the concave portion 64) in the protruding direction of the convex portion 54 (the press-fitting direction of the convex portion 54 and the fixing ring 52). Yes. Only one insertion hole 72 is formed. Therefore, the insertion hole 72 is disposed asymmetrically with respect to the axis of the worm wheel 20.

凸部74は、ウォームホイール20のボス部20Cから凸部54と並行して立設されている。この実施形態では、凸部74は、嵌入孔72と同数すなわち1つだけ設けられている。したがって、位置決め構造75は、嵌入孔72に凸部74を嵌入させることで、ウォームホイール20に対するセンサマグネット36の周(回転)方向の位置を一義的に定める構成とされている。なお、嵌入孔72への凸部74の嵌入は、凸部54と固定リング52との圧入固定に伴って行われる。   The convex portion 74 is erected in parallel with the convex portion 54 from the boss portion 20 </ b> C of the worm wheel 20. In this embodiment, the convex portions 74 are provided in the same number as the insertion holes 72, that is, only one. Therefore, the positioning structure 75 is configured to uniquely determine the position in the circumferential (rotation) direction of the sensor magnet 36 with respect to the worm wheel 20 by inserting the convex portion 74 into the insertion hole 72. The protrusion 74 is inserted into the insertion hole 72 along with the press-fitting and fixing of the protrusion 54 and the fixing ring 52.

また、この実施形態では、凸部74の端面20Dからの突出高は、凸部54の端面20Dからの突出高H1と略同等とされている。したがって、位置決め構造75では、センサマグネット36をウォームホイール20に組み付ける際に、該ウォームホイール20に対するセンサマグネット36のセンタリングと周方向の位置決めとがほぼ同時に行われるようになっている。ウォーム減速装置70における他の構成は、図示しない部分を含めウォーム減速装置10の対応する構成と同様である。   In this embodiment, the protruding height of the convex portion 74 from the end surface 20D is substantially equal to the protruding height H1 of the convex portion 54 from the end surface 20D. Therefore, in the positioning structure 75, when the sensor magnet 36 is assembled to the worm wheel 20, the centering of the sensor magnet 36 with respect to the worm wheel 20 and the positioning in the circumferential direction are performed almost simultaneously. Other configurations of the worm reduction device 70 are the same as the corresponding configurations of the worm reduction device 10 including portions not shown.

したがって、第2の実施形態に係るウォーム減速装置70、ウォーム減速装置70が適用されたワイパモータ11によっても、基本的に第1の実施形態に係るウォーム減速装置10、ワイパモータ11と同様の作用によって同様の効果を得ることができる。   Therefore, the worm reduction device 70 according to the second embodiment and the wiper motor 11 to which the worm reduction device 70 is applied are basically the same as the worm reduction device 10 and the wiper motor 11 according to the first embodiment. The effect of can be obtained.

なお、上記した各実施形態では、センサマグネット36と磁気センサ38とで出力軸22の回転位置を検出する例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、出力軸22の回転位置に代えて又は出力軸22の回転位置に加えて、センサマグネット36と磁気センサ38とで出力軸22の回転方向、回転の有無、回転速度等の少なくとも一部を検出するようにしても良い。   In each of the above-described embodiments, the example in which the rotation position of the output shaft 22 is detected by the sensor magnet 36 and the magnetic sensor 38 has been described. However, the present invention is not limited to this, and for example, the rotation position of the output shaft 22 Instead of or in addition to the rotation position of the output shaft 22, the sensor magnet 36 and the magnetic sensor 38 may detect at least a part of the rotation direction, the presence / absence of rotation, the rotation speed, and the like of the output shaft 22.

また、上記した各実施形態では、本発明に係る歯車装置がウォーム減速装置10としてワイパモータ11に適用された例を示したが、本発明はこれに限定されず、ワイパ以外の用途に供されるモータに適用されても良く、また例えばウォームギヤに代えて平歯車列、ハイポイドギヤ、遊星歯車列等の各種の減速機構を用いたワイパモータ以外の減速機付モータに適用されても良く、さらに例えばモータ以外の動力伝達機構や増速装置等に本発明を適用しても良い。また、本発明における歯車は、その回転軸を出力軸22が兼ねる構成(センサマグネット36が最終段の歯車に固定される構成)に限定されることはなく、第1段や中間段の歯車にセンサマグネット36を固定するのに本発明を適用しても良い。この場合でも、歯車と出力軸22との速度比(回転数比)から該出力軸22の回転状態を間接的に検出させることができる。   In each of the above-described embodiments, the gear device according to the present invention is applied to the wiper motor 11 as the worm reduction device 10. However, the present invention is not limited to this and is used for applications other than the wiper. It may be applied to a motor, and may be applied to a motor with a reduction gear other than a wiper motor using various reduction mechanisms such as a spur gear train, a hypoid gear, and a planetary gear train instead of a worm gear. The present invention may be applied to a power transmission mechanism, a speed increasing device, and the like. Further, the gear in the present invention is not limited to the configuration in which the output shaft 22 serves as the rotation shaft (the configuration in which the sensor magnet 36 is fixed to the final gear), and the first gear or the intermediate gear is used. The present invention may be applied to fix the sensor magnet 36. Even in this case, the rotational state of the output shaft 22 can be indirectly detected from the speed ratio (rotational speed ratio) between the gear and the output shaft 22.

さらに、上記した各実施形態では、ウォームホイール20側の凸部54をセンサマグネット36側の固定リング52に圧入させるマグネット固定構造50を備えた例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、マグネット固定構造50に代えて、ウォームホイール20の回転軸(出力軸22)の軸心部に形成された圧入部としての圧入孔に、ボス部マグネット40の軸心部にインサート成形により固定された突起部材を圧入させるマグネット固定構造を備えた構成としても良い。また、ウォームホイール20側の圧入部は、出力軸22に設けられる構成には限定されず、例えば、ウォームホイール20にインサート成形にて固定される部材であっても良い。   Furthermore, in each of the above-described embodiments, the example in which the magnet fixing structure 50 for press-fitting the convex portion 54 on the worm wheel 20 side into the fixing ring 52 on the sensor magnet 36 side is shown, but the present invention is not limited to this. For example, instead of the magnet fixing structure 50, insert molding is performed on the shaft center portion of the boss magnet 40 in the press-fit hole as the press-fit portion formed in the shaft center portion of the rotating shaft (output shaft 22) of the worm wheel 20. It is good also as a structure provided with the magnet fixing structure which press-fits the fixed protrusion member. Further, the press-fit portion on the worm wheel 20 side is not limited to the configuration provided on the output shaft 22, and may be a member fixed to the worm wheel 20 by insert molding, for example.

またさらに、上記した各実施形態では、磁性部材として予め所定の着磁パターンで着磁されて成るセンサマグネット36がウォームホイール20に固定される例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、ウォームホイール20に組み付けた後の磁性部材を所定の着磁パターンで着磁することで、該組付後にセンサマグネット36とするようにしても良い。   Furthermore, in each of the above-described embodiments, the example in which the sensor magnet 36, which is preliminarily magnetized with a predetermined magnetization pattern as the magnetic member, is fixed to the worm wheel 20, but the present invention is not limited to this. For example, the sensor member 36 may be formed after the assembly by magnetizing the magnetic member after being assembled to the worm wheel 20 with a predetermined magnetization pattern.

また、上記した各実施形態では、センサマグネット36が2つのリング状マグネット42、44を有する例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、センサマグネット36は、被着磁部としてボス部マグネット40のみを備えた構成としても良く、ボス部マグネット40と1つ又は3つ以上のリングマグネットとを備えた構成としても良い。さらに、本発明は、各被着磁部の着磁パターン面が同一平面状に配置される構成には限定されず、例えば、複数の着磁パターン面がウォームホイール20の軸線方向にオフセットされた構成としても良い。   In each of the above embodiments, the sensor magnet 36 has two ring-shaped magnets 42 and 44. However, the present invention is not limited to this. For example, the sensor magnet 36 is used as a magnetized portion. It is good also as a structure provided only with the boss | hub part magnet 40, and it is good also as a structure provided with the boss | hub part magnet 40 and the 1 or 3 or more ring magnet. Further, the present invention is not limited to the configuration in which the magnetized pattern surfaces of the respective magnetized portions are arranged in the same plane. For example, a plurality of magnetized pattern surfaces are offset in the axial direction of the worm wheel 20. It is good also as a structure.

さらに、上記した各実施形態では、位置決め構造60、位置決め構造75が各1つの嵌入部、被嵌入部を有することでウォームホイール20に対するセンサマグネット36の周方向位置を一義的に定める簡単な例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、複数の嵌入部をウォームホイール20の軸線に対し非対称に配置又は形成(形状を異ならせる等)すると共に、該嵌入部に対応する被嵌入部をウォームホイール20側に設けることで、ウォームホイール20に対するセンサマグネット36の周方向位置を一義的に定める構成としても良い。また例えば、ワイパモータ11への組付前のウォームホイール20にセンサマグネット36を固定する構成やウォームホイール20が一方向にのみ回転する構成においては、位置決め構造60を備えない構成としても良い。   Further, in each of the above-described embodiments, the positioning structure 60 and the positioning structure 75 each have one insertion portion and a fitted portion, so that a simple example of uniquely determining the circumferential position of the sensor magnet 36 with respect to the worm wheel 20 is determined. Although shown, the present invention is not limited to this. For example, a plurality of insertion portions are arranged or formed asymmetrically with respect to the axis of the worm wheel 20 (such as having different shapes), and the insertion portions corresponding to the insertion portions are provided. By providing the part on the worm wheel 20 side, the circumferential position of the sensor magnet 36 relative to the worm wheel 20 may be uniquely determined. Further, for example, in a configuration in which the sensor magnet 36 is fixed to the worm wheel 20 before being assembled to the wiper motor 11 or a configuration in which the worm wheel 20 rotates only in one direction, a configuration without the positioning structure 60 may be employed.

また、上記した各実施形態では、出力軸22の一端部を小径として凸部54を一体に形成したが、本発明はこれに限定されず、例えば、出力軸22の一端部(ウォームホイール20に対して片持支持側とは反対側に突出する出力軸部分)をウォームホイールから単に突出させ、その突出部位にセンサマグネット36の固定リング52を圧入して固定するようにしても良い。これにより、固定リング52との固着面が増加し、より強固に固定できると共に凸部54を形成するための加工も不要となる。   Further, in each of the above-described embodiments, the convex portion 54 is integrally formed with one end portion of the output shaft 22 having a small diameter. However, the present invention is not limited to this, and for example, one end portion of the output shaft 22 (the worm wheel 20 On the other hand, the output shaft portion protruding to the opposite side of the cantilever support side) may be simply protruded from the worm wheel, and the fixing ring 52 of the sensor magnet 36 may be press-fitted and fixed to the protruding portion. As a result, the fixing surface with the fixing ring 52 is increased, so that the fixing can be more firmly fixed and processing for forming the convex portion 54 becomes unnecessary.

10…ウォーム減速装置(歯車装置、減速機構)、11…ワイパモータ(減速機付モータ)、12…モータ本体、14…減速部、20…ウォームホイール(歯車)、22…出力軸(歯車の回転軸)、36…センサマグネット(磁性部材)、38…磁気センサ、40…ボス部マグネット(被着磁部)、42・44…リングマグネット(リング状の被着磁部)、48…連結部、52…固定リング(被圧入部材)、54…凸部(圧入部)、58…凹部(被嵌入部)、60…位置決め構造、62…凸部(嵌入部)、70…ウォーム減速装置(歯車装置、減速機構)、72…嵌入孔(嵌入部)、74…凸部(被嵌入部)、75…位置決め構造 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Worm speed reduction device (gear apparatus, speed reduction mechanism), 11 ... Wiper motor (motor with a reduction gear), 12 ... Motor main body, 14 ... Speed reduction part, 20 ... Worm wheel (gear), 22 ... Output shaft (gear rotation axis) ), 36 ... Sensor magnet (magnetic member), 38 ... Magnetic sensor, 40 ... Boss magnet (magnetized part), 42 · 44 ... Ring magnet (ring-shaped magnetized part), 48 ... Connecting part, 52 ... Fixing ring (press-fit member), 54 ... Convex part (press-fit part), 58 ... Concave part (fit part), 60 ... Positioning structure, 62 ... Convex part (insertion part), 70 ... Worm speed reducer (gear device, Deceleration mechanism), 72 ... Insertion hole (insertion part), 74 ... Convex part (insertion part), 75 ... Positioning structure

Claims (9)

出力軸に回転を伝達するための歯車と、
磁性材を含んで構成され、磁気センサによって前記出力軸の回転状態を直接的又は間接的に検出させるための着磁パターンで着磁される被着磁部を有する磁性部材と、
前記歯車の回転軸における軸線方向の一端部に設けられた金属製の圧入部と、
前記磁性部材の被着磁部の軸心部にインサート成形によって固定され、前記圧入部に対し圧入により固定されることで前記磁性部材を前記歯車に対し同軸的かつ一体に回転するように固定させた金属製の被圧入部材と、
を備えた歯車装置。
A gear for transmitting rotation to the output shaft;
A magnetic member comprising a magnetic material and having a magnetized portion magnetized with a magnetizing pattern for directly or indirectly detecting the rotation state of the output shaft by a magnetic sensor;
A metal press-fit portion provided at one end of the rotation axis of the gear in the axial direction;
The magnetic member is fixed to the shaft center portion of the magnetized portion of the magnetic member by insert molding, and fixed to the press-fitting portion by press-fitting, so that the magnetic member is fixed so as to rotate coaxially and integrally with the gear. A metal press-fit member,
A gear device comprising:
前記歯車の前記回転軸は、前記歯車に対する軸線方向の他端側において回転自在に片持支持されており、
前記圧入部は、前記回転軸における軸線方向の一端部が前記歯車に対する前記片持支持側と反対側に向けて前記歯車から突出されている請求項1記載の歯車装置。
The rotating shaft of the gear is cantilevered rotatably at the other end side in the axial direction with respect to the gear,
2. The gear device according to claim 1, wherein one end of the press-fitting portion in the axial direction of the rotating shaft protrudes from the gear toward a side opposite to the cantilever support side with respect to the gear.
前記磁性部材は、前記被圧入部材が固定された被着磁部の外周部に同軸的に配置されると共に前記被圧入部材が固定された被着磁部とは回転方向に異なる着磁パターンで着磁される少なくとも1つのリング状の被着磁部をさらに有する請求項1又は請求項2記載の歯車装置。   The magnetic member is arranged coaxially on the outer peripheral portion of the magnetized portion to which the press-fitted member is fixed, and has a magnetization pattern that is different from the magnetized portion to which the press-fitted member is fixed in the rotation direction. The gear device according to claim 1 or 2, further comprising at least one ring-shaped magnetized portion to be magnetized. 前記磁性部材は、複数の前記被着磁部が径方向に離間して配置されると共に、径方向に隣り合って配置された前記被着磁部同士を同軸的かつ一体に回転するように連結した連結部を有する請求項3記載の歯車装置。   The magnetic member has a plurality of the magnetized parts spaced apart in the radial direction and connected so that the magnetized parts arranged adjacent to each other in the radial direction rotate coaxially and integrally. The gear device according to claim 3, further comprising a connected portion. 前記磁性部材は、複数の前記被着磁部の着磁パターン面のうち少なくとも2つの着磁パターン面が前記回転軸の軸線に直交する同一平面上に位置している請求項3又は請求項4記載の歯車装置。   5. The magnetic member according to claim 3, wherein at least two magnetization pattern surfaces among the magnetization pattern surfaces of the plurality of magnetized portions are located on the same plane perpendicular to the axis of the rotation axis. The gear device described. 前記歯車に対し前記磁性部材を周方向に位置決めするための位置決め構造をさらに備えた請求項1〜請求項5の何れか1項記載の歯車装置。   The gear device according to any one of claims 1 to 5, further comprising a positioning structure for positioning the magnetic member in a circumferential direction with respect to the gear. 前記位置決め構造は、
前記回転軸の軸線に対し非対称となるように、前記磁性部材の被着磁部における前記歯車側から凹設又は凸設された嵌入部と、
前記歯車における前記磁性部材側から前記嵌入部と同数だけ凸設又は凹設され、前記嵌入部が嵌入される被嵌入部と、
を有して構成されている請求項6記載の歯車装置。
The positioning structure is
A fitting portion that is recessed or protruded from the gear side in the magnetized portion of the magnetic member so as to be asymmetric with respect to the axis of the rotating shaft;
The same number of protrusions or recesses as the insertion portion from the magnetic member side in the gear, and the insertion portion into which the insertion portion is inserted,
The gear device according to claim 6, comprising:
モータ部と、
請求項1〜請求項7の何れか1項記載の歯車装置が、前記モータ部の回転を減速して前記出力軸に伝達する減速機構の少なくとも一部として適用されて構成された減速部と、
を備え、前記出力軸に連結される被駆動部を駆動するための減速機付モータ。
A motor section;
A reduction gear configured by applying the gear device according to any one of claims 1 to 7 as at least a part of a reduction mechanism that decelerates the rotation of the motor and transmits the rotation to the output shaft;
A motor with a speed reducer for driving a driven part connected to the output shaft.
前記減速部は、
請求項2〜請求項5の何れか1つ、又は、請求項6及び請求項7のうち請求項2に従属する部分の何れか1つに記載の歯車装置が、前記モータ部の回転を減速して前記出力軸に伝達する減速機構の少なくとも一部として適用されて構成され、
前記歯車装置を含む前記減速機構を収容するケースと、
前記磁気センサ及び前記モータ部の回転を駆動制御する制御回路が設けられ、前記ケース内における前記歯車に対する前記圧入部の突出側において、前記回転軸が貫通することなく、前記磁気センサを前記磁性部材に対向させると共に前記磁性部材に対向して配置された制御基板と、
を備えて構成されている請求項8記載の減速機付モータ。
The deceleration part is
A gear device according to any one of claims 2 to 5 or any one of claims 6 and 7 dependent on claim 2 reduces the rotation of the motor unit. And is configured to be applied as at least a part of a speed reduction mechanism that transmits to the output shaft,
A case for accommodating the speed reduction mechanism including the gear device;
A control circuit for drivingly controlling the rotation of the magnetic sensor and the motor unit is provided, and the magnetic sensor is moved to the magnetic member without penetrating the rotating shaft on the protruding side of the press-fitting portion with respect to the gear in the case. And a control board arranged to face the magnetic member,
The motor with a reduction gear according to claim 8, comprising:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2016005414A (en) * 2014-06-19 2016-01-12 日本精工株式会社 Motor, power steering device including the same, and vehicle
CN105650213A (en) * 2014-12-01 2016-06-08 阿斯莫株式会社 Actuator
JP2016105676A (en) * 2014-12-01 2016-06-09 アスモ株式会社 Actuator
US10465767B2 (en) 2014-12-01 2019-11-05 Denso Corporation Actuator

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