JP2012062981A - モータ装置およびその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】シール構造の簡素化を図りつつシール性能を向上させる。
【解決手段】カバー本体80とシール部材90とを二色成形により一体化し、シール構造を計2つの部材を有するボトムカバー43から形成した。よって、組み付け作業を廃止して簡素化が図れる。シール部材90を、平板本体部91,第1リップ部92,第2リップ部93とから形成し、平板本体部91にゲート部94を設け、平板本体部91の溶融ゴムMR同士がぶつかる衝突部位CPに、カバー本体80の一側面から他側面に延びるオーバーフロー部95を設けた。よって、衝突部位CPにおいて、第2リップ部93を越えてカバー本体80の他側面に溶融ゴムMRを導くことができ、第2リップ部93周辺の衝突部位CPでウェルドが発生するのを抑制し、シール部材90のシール性能を向上できる。
【選択図】図8

Description

本発明は、回転軸を収容するモータケースとギヤ機構を収容するギヤケースとを連結して形成されるモータ装置およびその製造方法に関する。
従来、自動車等の車両に搭載されるパワーウィンド装置やサンルーフ装置等の駆動源として、小型でありながら大きな出力が得られる減速機構付モータ(モータ装置)を用いている。減速機構付モータは、操作者によって車室内等に設けられた操作スイッチを操作することで回転駆動され、これにより開閉体(ウィンドガラスやサンルーフ等)を開閉駆動するようになっている。
減速機構付モータは、モータ部とギヤ部とを備え、モータ部を形成するモータケース内には回転軸が回転自在に収容され、ギヤ部を形成するギヤケース内には複数の歯車等よりなるギヤ機構(減速機構)が回転自在に収容されている。減速機構付モータは、車両のドア内や屋根内(車室外)に設置されるため、雨水や埃等に曝される機会が多い。そのため、減速機構付モータは、その内部に雨水や埃等が進入するのを防止するシール部材を備えている。
ギヤケースには開口部が形成され、減速機構付モータの組み立て時には、開口部からギヤ機構を組み付け、その後、開口部をギヤカバーによって閉塞するようにしている。ギヤカバーには、ギヤ機構の回転を出力する出力軸が貫通する貫通孔が設けられ、ギヤカバーと出力軸との間、およびギヤカバーとギヤケースとの間にはシール部材が設けられている。そして、ギヤケースをシール部材により密封することで、減速機構付モータ内への雨水や埃等の進入を防止し、ギヤ機構等の長期に亘るスムーズな動作を確保している。
このような、ギヤケース,ギヤカバーおよびシール部材を備えた減速機構付モータとしては、例えば、特許文献1や特許文献2に記載された技術が知られている。
特許文献1に記載されたモータ装置は、薄肉の板状をなしたギヤケースカバー(ギヤカバー)を備え、ギヤケースカバーの中央部にはボス(出力軸孔)が設けられている。ボスには、防水部材(シール部材)を支持した防水部材支持用キャップが装着され、これによりギヤケースカバーとハブ(出力軸)との間を密封している。一方、ギヤケースカバーの外縁部にはフック形にしたギヤケース固定部が設けられ、ギヤケース固定部を、Oリング(シール部材)を介してギヤケースに加締めることで、ギヤケースカバーをギヤケースに固定している。これにより、ギヤケースカバーとギヤケースとの間を密封している。
特許文献2に記載されたモータ装置は、円板形状のボトムカバー(ギヤカバー)を備え、ボトムカバーのウォームホイール収容部(ギヤケース)側には、弾性材料よりなるシール部材がアウトサート成形により装着されている。シール部材はボトムカバーと同様に円板形状に形成され、その径方向内側でボトムカバーと従動プレート(出力軸)との間を密封している。一方、シール部材の径方向外側でボトムカバーとウォームホイール収容部との間を密封している。
特開平11−146594号公報(図3,図5) 特開2010−043718号公報(図2,図4)
しかしながら、上述の特許文献1に記載されたモータ装置によれば、そのシール構造を、ギヤケースカバー,防水部材,防水部材支持用キャップおよびOリングの計4つの部材により形成し、したがって部品点数の増加を招くばかりか各部材の組み付け作業が煩雑化し、製品毎にシール性能がばらつくといった問題が生じ得る。つまり、製品毎にシール性能を安定化させるには、例えば、組み付け作業を廃止できるシール構造にする等、シール構造を簡素化することが望ましい。
そこで、特許文献2に記載されたモータ装置では、アウトサート成形によりボトムカバーにシール部材を一体化している。これにより、シール構造を計2つの部材により形成しつつ両者の組み付け作業を廃止し、シール構造の簡素化を図ることができる。しかしながら、特許文献2に記載されたモータ装置によれば、シール部材をアウトサート成形する際に、溶融ゴム同士がぶつかるところでウェルド(溶融ゴムの合流箇所に発生する気泡や線等)が発生し、このウェルドがシール部材のシールをする箇所に発生した場合にはシール性能が低下する等の問題を生じ得る。つまり、シール性能をより安定化させるためには、シール部材のシールをする箇所にウェルドを発生させないような工夫が必要となる。
本発明の目的は、シール構造の簡素化を図りつつシール性能を向上させることができるモータ装置およびその製造方法を提供することにある。
本発明のモータ装置は、回転軸を収容するモータケースとギヤ機構を収容するギヤケースとを連結して形成されるモータ装置であって、前記ギヤケースの開口部を閉塞し、中心部に出力軸が貫通する貫通孔を有するギヤカバーと、前記ギヤカバーの一側面に設けられ、二色成形により前記ギヤカバーに一体化されるシール部材とを備え、前記シール部材を、環状の平板本体部と、前記平板本体部の内周縁部に設けられ、前記ギヤカバーと前記出力軸との間を密封する第1リップ部と、前記平板本体部の外周縁部に設けられ、前記ギヤカバーと前記ギヤケースとの間を密封する第2リップ部と、前記平板本体部に設けられ、前記ギヤカバーの一側面に垂直方向から溶融ゴムを供給することで形成されるゲート部と、前記平板本体部の前記溶融ゴム同士がぶつかる衝突部位に設けられ、前記ギヤカバーの一側面から他側面に向けて延びるオーバーフロー部とから形成することを特徴とする。
本発明のモータ装置は、前記第1リップ部および前記第2リップ部のうちの少なくともいずれか一方を、前記出力軸の軸方向に複数段並べたリップ片から形成することを特徴とする。
本発明のモータ装置の製造方法は、回転軸を収容するモータケースとギヤ機構を収容するギヤケースとを連結して形成されるモータ装置の製造方法であって、前記ギヤケースの開口部を閉塞し、中心部に出力軸が貫通する貫通孔を有するギヤカバーの一側面を成形する第1金型と、前記ギヤカバーの他側面を成形する第2金型とを突き合わせて、前記第1金型と前記第2金型との間に形成された空洞部に溶融樹脂を供給する第1工程と、前記第1工程で形成した前記ギヤカバーから前記第1金型のみを分離し、前記第2金型に前記ギヤカバーが装着された状態とする第2工程と、前記ギヤカバーの一側面に設けられ、環状の平板本体部,前記平板本体部の内周縁部に設けられ、前記ギヤカバーと前記出力軸との間を密封する第1リップ部、前記平板本体部の外周縁部に設けられ、前記ギヤカバーと前記ギヤケースとの間を密封する第2リップ部、前記平板本体部に設けられ、前記ギヤカバーの一側面に垂直方向から溶融ゴムを供給することで形成されるゲート部、前記平板本体部の前記溶融ゴム同士がぶつかる衝突部位に設けられ、前記ギヤカバーの一側面から他側面に向けて延びるオーバーフロー部を備えるシール部材の一側面を成形する第3金型を、前記ギヤカバーが装着された前記第2金型に突き合わせて、前記第2金型と前記第3金型との間に形成された空洞部に溶融ゴムを供給する第3工程と、前記第2金型と前記第3金型とを分離し、前記第2金型および前記第3金型から前記シール部材を一体化した前記ギヤカバーを取り外す第4工程とを有することを特徴とする。
本発明のモータ装置の製造方法は、前記第2金型と前記第3金型との突き合わせ部分で前記第1リップ部を成形することを特徴とする。
本発明のモータ装置の製造方法は、前記第3金型を、第1分割金型と第2分割金型とから形成し、前記第1分割金型と前記第2分割金型との突き合わせ部分で前記第2リップ部を成形することを特徴とする。
本発明のモータ装置によれば、二色成形によりギヤカバーの一側面にシール部材を一体化するので、シール構造を、シール部材が一体化されたギヤカバー(計2つの部材)から形成でき、組み付け作業を廃止して簡素化を図ることができる。シール部材を、環状の平板本体部,平板本体部の内周縁部に設けられてギヤカバーと出力軸との間を密封する第1リップ部,平板本体部の外周縁部に設けられてギヤカバーとギヤケースとの間を密封する第2リップ部とから形成し、平板本体部に、ギヤカバーの一側面に垂直方向から溶融ゴムを供給することで形成されるゲート部を設け、平板本体部の溶融ゴム同士がぶつかる衝突部位に、ギヤカバーの一側面から他側面に向けて延びるオーバーフロー部を設ける。したがって、溶融ゴム同士がぶつかる衝突部位において、リップ部を越えてギヤカバーの他側面に溶融ゴムを導くことができる。これにより、リップ部周辺の溶融ゴムの衝突部位においてウェルドが発生するのを抑制でき、ひいてはシール部材のシール性能を向上させることが可能となる。
本発明のモータ装置によれば、第1リップ部および第2リップ部のうちの少なくともいずれか一方を、出力軸の軸方向に複数段並べたリップ片から形成するので、仮にリップ部周辺でウェルドが発生したとしても、複数あるリップ片のうちのウェルドを有さない正常リップ片が、密封不良になるのを防止する。
本発明のモータ装置の製造方法によれば、第3工程において、第1工程で形成したギヤカバーを第2金型から取り外さずに、ギヤカバーを装着した状態とするので、成形工程の簡素化を図ることができる。また、第1工程から第3工程までの間、ギヤカバーは第2金型に保持された状態となっているため、ギヤカバーの冷却による変形を第2金型により規制してギヤカバーの成形精度を向上させることができる。これにより、第3工程では、ギヤカバーおよびシール部材を充分な強度で溶着でき、その成形精度を向上させてばらつきの発生を抑制できる。
本発明のモータ装置の製造方法によれば、第2金型と第3金型との突き合わせ部分で第1リップ部を成形するので、第2金型と第3金型との突き合わせ部分から空洞部内の空気(ガス)を外部に排出でき、第1リップ部が不良形状になるのを防止でき、第1リップ部を精度良く形成することができる。
本発明のモータ装置の製造方法によれば、第3金型を、第1分割金型と第2分割金型とから形成し、第1分割金型と第2分割金型との突き合わせ部分で第2リップ部を成形するので、第1分割金型と第2分割金型との突き合わせ部分から空洞部内の空気(ガス)を外部に排出でき、第2リップ部が不良形状になるのを防止でき、第2リップ部を精度良く形成することができる。
本発明に係る減速機構付モータを示す部分断面図である。 図1のA−A線に沿う断面図である。 (a),(b)は、第1実施の形態に係るボトムカバーを示す斜視図である。 (a)は図3(b)のB−B線に沿う断面図,(b)は図3(b)のC−C線に沿う断面図である。 (a),(b)は、カバー本体の成形工程を説明する説明図である。 (a),(b)は、カバー本体の第1係止爪の成形の様子を説明する説明図である。 (a),(b)は、シール部材の成形工程を説明する説明図である。 (a),(b)は、溶融ゴムの流れ状態を説明する説明図である。 第2実施の形態に係るボトムカバーを示す斜視図である。
以下、本発明の第1実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
図1は本発明に係る減速機構付モータを示す部分断面図を、図2は図1のA−A線に沿う断面図を、図3(a),(b)は第1実施の形態に係るボトムカバーを示す斜視図を、図4(a)は図3(b)のB−B線に沿う断面図,(b)は図3(b)のC−C線に沿う断面図をそれぞれ表している。
図1に示すように、モータ装置としての減速機構付モータ10は、自動車等の車両に搭載されるパワーウィンド装置(図示せず)の駆動源として用いられ、ウィンドガラスを昇降させるウィンドレギュレータ(図示せず)を駆動するものである。減速機構付モータ10は、車両のドア内に形成される幅狭のスペース(図示せず)に設置されるため、図2に示すように扁平形状に形成されている。減速機構付モータ10はモータ部20とギヤ部40とを備えており、モータ部20およびギヤ部40は複数の締結ネジ11(図示では2つ)により連結(ユニット化)されている。
モータ部20は、磁性材料よりなる鋼板をプレス加工(深絞り加工)することで有底筒状に形成されたモータケース21を備えている。モータケース21の内部には、断面が略円弧形状に形成された複数のマグネット22(図示では2つ)が固定され、各マグネット22の内側には、コイル(図示せず)が巻装されたアーマチュア23が、所定の隙間を介して回転自在に収容されている。そして、モータケース21の開口側(図中右側)にはブラシホルダ24が装着され、このブラシホルダ24によってモータケース21の開口側は閉塞されている。
アーマチュア23の回転中心には、回転軸としてのアーマチュア軸25が貫通して固定されている。アーマチュア軸25のアーマチュア23に近接する部位には、コンミテータ26が設けられ、このコンミテータ26には、アーマチュア23に巻装されたコイルの端部が電気的に接続されている。コンミテータ26の外周部には、ブラシホルダ24に保持された一対のブラシ27が摺接するようになっており、各ブラシ27はバネ部材28によりそれぞれコンミテータ26に向けて所定圧で弾性接触している。これにより、コントローラ(図示せず)から駆動電流を各ブラシ27に供給することでアーマチュア23には回転力(電磁力)が発生し、ひいてはアーマチュア軸25が所定の回転数および回転トルクで回転するようになっている。
モータケース21の底部側(図中左側)は段付形状に形成されており、当該部位にはモータケース21の本体部よりも小径となった有底筒部21aが設けられている。有底筒部21aには第1ラジアル軸受29が装着されており、第1ラジアル軸受29は、アーマチュア軸25の軸方向一側(図中左側)を回転自在に支持している。有底筒部21aの底部側には、第1スラスト軸受30が設けられ、この第1スラスト軸受30とアーマチュア軸25との間には、第1スチールボール31が設けられている。
ブラシホルダ24には第2ラジアル軸受32が装着されており、第2ラジアル軸受32は、アーマチュア軸25の軸方向他側(図中右側)を回転自在に支持している。このように、アーマチュア軸25の軸方向一側に第1ラジアル軸受29,第1スラスト軸受30および第1スチールボール31を設け、アーマチュア軸25の軸方向他側に第2ラジアル軸受32を設けることで、アーマチュア軸25(アーマチュア23)は、回転抵抗を殆ど発生させることなくスムーズに回転可能となっている。
ギヤ部40は、ギヤケース41,コネクタ部材42およびボトムカバー43を備えている。ギヤケース41は、プラスチック等の樹脂材料を射出成形することにより所定形状に形成され、モータケース21の開口側にコネクタ部材42を介して連結されている。
ギヤケース41の内部には、外周側にウォーム44aが一体成形されたウォーム軸44と、ウォーム44aと噛み合う歯部45aを外周側に有するウォームホイール45とが回転自在に収容されている。ここで、ウォーム44aは螺旋状に形成され、歯部45aはウォームホイール45の軸方向に向けて緩やかな傾斜角度で傾斜している。これにより、ウォーム軸44からウォームホイール45に対して滑らかな動力伝達を可能としている。ここで、ウォーム44aおよびウォームホイール45は減速機構を形成し、本発明におけるギヤ機構を構成している。
ウォーム軸44は、アーマチュア軸25と同軸上に設けられている。ウォーム軸44の軸方向に沿うモータケース21側(図中左側)は、アーマチュア軸25の軸方向に沿うギヤケース41側(図中右側)に対して、連結部材50を介して動力伝達可能に連結されている。連結部材50は、ウォーム軸44とアーマチュア軸25との軸ズレを吸収する軸ズレ吸収機能を備え、これにより減速機構付モータ10を形成する構成部品に寸法誤差等が生じて、各軸25,44に軸ズレが生じたとしても、アーマチュア軸25の回転をウォーム軸44にスムーズに伝達できるようになっている。
ウォーム軸44の軸方向に沿うモータケース21側とは反対側には、ギヤケース41の内部においてウォーム軸44を軸方向から支持する第2スラスト軸受46が設けられ、この第2スラスト軸受46とウォーム軸44との間には、第2スチールボール47が設けられている。第2スラスト軸受46および第2スチールボール47は、ウォーム軸44をスムーズに回転させるものである。また、ウォーム軸44の軸方向に沿うウォーム44aの両側には、第3ラジアル軸受48および第4ラジアル軸受49が設けられ、各ラジアル軸受48,49は、ギヤケース41の内部で同軸上に固定されている。これにより、ウォーム軸44は、回転抵抗を殆ど発生させることなくスムーズに回転可能となっている。
連結部材50の外周側には、環状のセンサマグネット51が一体回転可能に設けられている。センサマグネット51は、磁石粉末を樹脂等のバインダーで結合させたボンド磁石等により形成され、その周方向に沿ってN極,S極が交互に並ぶよう着磁されている。一方、コネクタ部材42の内部には、センサ基板42aが固定され、このセンサ基板42aのセンサマグネット51との対向部位には、一対のホールIC42b(図示では1つ)が装着されている。
各ホールIC42bは、センサマグネット51の回転に伴う磁極の変化によりスイッチング動作し、このスイッチング動作に伴うスイッチング信号(矩形波信号)をコントローラに送出するようになっている。コントローラは、各ホールIC42bからの矩形波信号の長さ等を検出し、ウォーム軸44の回転速度等(回転状態)を算出する。そして、ウォーム軸44(ウォームホイール45)の回転速度が低下した場合に、例えばコントローラはウィンドガラスに障害物が接触したと判断し、減速機構付モータ10の回転駆動を停止または反転動作させる制御を実行する。ただし、本実施の形態においては、ホールIC42bに代えてMRセンサ(磁気抵抗素子)を用いることもできる。
図2に示すように、ギヤケース41の底部41aには、ウォームホイール45を回転自在に支持する中空状の支持筒41bが一体に設けられ、この支持筒41bは、ギヤケース41の内部に向けて突出している。支持筒41bの径方向内側には、出力軸としての出力部材70を回転自在に支持する支持ピン41cが貫通して固定され、この支持ピン41cの先端側(図中上側)は、ギヤケース41の内部を貫通してギヤケース41の外部にまで延ばされている。
ウォームホイール45には、ゴム等の弾性材料よりなるダンパ部材60およびプラスチック等の樹脂材料よりなる出力部材70が装着されている。ウォームホイール45,ダンパ部材60および出力部材70は、それぞれ一体化された状態(サブアッシー化された状態)のもとでギヤケース41の開口部41dから装着され、組み付け易い構造となっている。
ダンパ部材60には弾性変形部(図示せず)が一体に設けられ、この弾性変形部は、ウォームホイール45の周方向に沿って、ウォームホイール45のトルク出力部45bと、出力部材70のトルク受け部71aとの間に挟持されている。これにより、ウォームホイール45が正逆方向に回転した際に、トルク出力部45bから弾性変形部を介してトルク受け部71aに回転トルクが伝達される。このとき、弾性変形部が弾性変形することにより、回転トルクの急激な変動等に伴う衝撃を緩和するようになっている。
出力部材70は、ウォームホイール45側から、略円盤形状に形成された大径部71,略円柱形状に形成された小径部72,小径部72よりも小径に形成されて外周側にセレーション73aを有するセレーション部73を備えている。大径部71のウォームホイール45側(図中下側)には、複数のトルク受け部71a(例えば3つ)が一体に設けられている。
小径部72は、大径部71の軸方向に沿う各トルク受け部71a側とは反対側(図中上側)に設けられ、小径部72の外周側には、ボトムカバー43の第1リップ部92が摺接するようになっている。ここで、ボトムカバー43は、ギヤケース41の開口部41dを、第2リップ部93を介して密封(閉塞)しており、これによりギヤケース41の内部への雨水や埃等の進入を防止している。
セレーション部73は、減速機構付モータ10の出力部として機能し、セレーション部73のセレーション73aには、ウィンドレギュレータを形成するドラム(図示せず)が噛み合うようになっている。そして、アーマチュア軸25の回転に伴うウォーム軸44の回転がウォームホイール45によって減速され、高トルク化された出力がダンパ部材60を介して出力部材70のセレーション部73からウィンドレギュレータのドラムに伝達される。
ウォームホイール45は、プラスチック等の樹脂材料を射出成形することで有底円筒状に形成されている。ウォームホイール45は、ギヤケース41の支持筒41bに回動自在に装着される小径円筒部45cと、外周側に歯部45aを有する大径円筒部45dと、小径円筒部45cと大径円筒部45dとを連結する底部45eとを備えている。底部45eには、ウォームホイール45の内側に向けて突出する複数のトルク出力部45b(例えば3つ)が一体に設けられている。
図2ないし図4に示すように、ボトムカバー43は、カバー本体80とシール部材90とを備えている。
カバー本体80は、本発明におけるギヤカバーを構成し、溶融したプラスチック材料(溶融樹脂)等を射出成形することにより環状に形成されている。カバー本体80の径方向外周側には、カバー本体80の一側面(ギヤケース41側面)に向けて突出する環状凸部81が一体に設けられ、この環状凸部81は、シール部材90の第2リップ部93を、ボトムカバー43の径方向内側から支持するようになっている。
カバー本体80の径方向外周側には、周方向に沿って3つの第1係止爪82と1つの第2係止爪83とが等間隔(90°間隔)で設けられている。各係止爪82,83(計4つ)は、それぞれギヤケース41の開口部41dの近傍に設けられた4つの係止凸部(図示せず)にそれぞれ係止され、これにより、ボトムカバー43をギヤケース41に対して外れること無く強固に固定できるようにしている。
ここで、第2係止爪83の長さ寸法は、第1係止爪82の長さ寸法よりも短く設定されているが、これは、第2係止爪83がギヤケース41の略中央部分に配置され、ウォームホイール45の軸方向に延ばせないためである。また、各第1係止爪82の先端部分には、ウォームホイール45の径方向外側に突出する補強凸部82aがそれぞれ設けられている。各補強凸部82aは、カバー本体80を射出成形する際に各第1係止爪82の先端部分にウェルドが発生するのを防止し、各第1係止爪82の先端部分を補強するものである。
カバー本体80の中心部分には出力軸孔(貫通孔)84が形成され、この出力軸孔84には、出力部材70の小径部72が貫通するようになっている。つまり、出力部材70の大径部71はギヤケース41内に配置され、出力部材70のセレーション部73はギヤケース41外に配置されている。出力軸孔84と小径部72との間には、所定の環状隙間が形成され、この環状隙間には、シール部材90の第1リップ部92が配置されている。
シール部材90は、溶融したゴム材料(溶融ゴム)等を射出成形することにより環状に形成され、平板本体部91,第1リップ部92および第2リップ部93を備えている。シール部材90は、二色成形によりカバー本体80の一側面に一体化され、シール部材90およびカバー本体80は互いに強固に溶着されて容易に外れることは無い。
平板本体部91の厚み寸法は、カバー本体80の厚み寸法よりも薄肉に設定され、平板本体部91は、カバー本体80の一側面の略全域を覆っている。平板本体部91の内周縁部(径方向内側)には第1リップ部92が一体に設けられ、この第1リップ部92は、カバー本体80の厚み方向に延びるリップ本体92aと、リップ本体92aから出力部材70側に向けて突出する一対の第1リップ片(リップ片)92bとを備えている。
各第1リップ片92bは、出力部材70の軸方向に2段並んで設けられ、可撓性を有するよう柔軟に形成されている。各第1リップ片92bの先端部分は、小径部72の外周部に対して弾性変形しつつ接触し、これにより出力部材70のスムーズな回転を確保しつつ、小径部72と出力軸孔84との間からギヤケース41内への雨水や埃等の進入を防止する。つまり、第1リップ部92は、カバー本体80と出力部材70との間を密封している。
平板本体部91の外周縁部(径方向外側)には第2リップ部93が一体に設けられ、この第2リップ部93は、カバー本体80に設けた環状凸部81の径方向外側に配置されている。第2リップ部93は、出力部材70側とは反対側、つまりギヤケース41の開口部41d側に向けて突出する一対の第2リップ片(リップ片)93aを備えている。
各第2リップ片93aは、出力部材70の軸方向に2段並んで設けられ、可撓性を有するよう柔軟に形成されている。各第2リップ片93aの先端部分は、開口部41dの内周部に対して弾性変形しつつ接触し、これにより開口部41dと環状凸部81との間からギヤケース41内への雨水や埃等の進入を防止する。つまり、第2リップ部93は、カバー本体80とギヤケース41との間を密封している。
図3(b)に示すように、平板本体部91には、カバー本体80の一側面に垂直方向から溶融ゴムを供給することで形成されるゲート部94が一体に設けられている。ゲート部94は、平板本体部91の径方向外側寄りで、かつカバー本体80の周方向に沿う各第1係止爪82間に設けられている。ここで、シール部材90を射出成形する際に、ゲート部94の場所からカバー本体80の一側面に沿うよう溶融ゴムを流し、これによりシール部材90をカバー本体80に一体化している。
シール部材90の第2リップ部93よりも径方向外側には、シール部材90を射出成形する際に、溶融ゴムをカバー本体80の一側面から他側面に向けて流すことで形成されるオーバーフロー部95が一体に設けられている。オーバーフロー部95は、カバー本体80の一側面から他側面に向けて延びており、平板本体部91の中心部分を挟むゲート部94の対向部分に設けられている。また、オーバーフロー部95は、平板本体部91から第2リップ部93を越えてシール部材90の最外周部分に配置され、つまりオーバーフロー部95は、ゲート部94から最も離間した位置(遠い位置)に設けられている。
ここで、平板本体部91におけるゲート部94との対向部分は、シール部材90を射出成形する際に、ゲート部94の場所から分岐した溶融ゴムが流れてきて溶融ゴム同士がぶつかる衝突部位CP(図8参照)となり、オーバーフロー部95は、この衝突部位CPに対応して設けられている。
次に、減速機構付モータ10を形成するボトムカバー43の製造工程について、図面を用いて詳細に説明する。
図5(a),(b)はカバー本体の成形工程を説明する説明図を、図6(a),(b)はカバー本体の第1係止爪の成形の様子を説明する説明図を、図7(a),(b)はシール部材の成形工程を説明する説明図を、図8(a),(b)は溶融ゴムの流れ状態を説明する説明図をそれぞれ表している。
ボトムカバー43は、3つの金型を用いて溶融樹脂および溶融ゴムを二色成形することで所定形状に形成されている。まず、ボトムカバー43の製造工程の説明に先立ち、3つの金型について説明する。
図5に示すように、第1金型100は、第2金型110に対して上下方向に相対移動可能な上型であり、カバー本体80の一側面を成形するよう構成されている。第1金型100は、カバー本体80の一側面を成形する第1凹部101と、第1凹部101よりも深底となり、環状凸部81を成形する第2凹部102とを備えている。
第1金型100は、カバー本体80の外周部分を成形し、カバー本体80に、シール部材90のオーバーフロー部95を形成する溶融ゴムが入り込む凹所85を成形する凸部103を備えている。この凸部103は、第1金型100の径方向および軸方向に延びるよう略L字形状に形成されている。
第1金型100は、カバー本体80の出力軸孔84を成形し、この出力軸孔84を形作る円柱部104を備えている。
第1金型100は、各係止爪82,83を成形し、各係止爪82,83を形作る4つの係止爪成形孔を備えている(図6(b)参照)。ここで、図6(b)においては、図6(a)に示す第1係止爪82を成形する係止爪成形孔105のみを示している。
第1金型100の円柱部104を挟む凸部103の対向部分には、第1金型100と第2金型110との間に形成される空洞部HP1に溶融樹脂MPを供給するための溶融樹脂供給ゲートG1が設けられている。
第2金型110は、図示しない成形装置(二色成形装置)の基台(ベース)等に固定される下型であり、カバー本体80の他側面を成形するよう構成されている。第2金型110は略平坦な円盤形状に形成され、カバー本体80を成形するカバー本体成形工程と、シール部材90を成形するシール部材成形工程との双方で使用するものである。
図7に示すように、第3金型120は、第2金型110に対して上下方向に相対移動可能な上型であり、シール部材90の一側面を成形するよう構成されている。第3金型120は、第1分割金型130と第2分割金型140とから形成され、第1分割金型130には、シール部材90の一側面を成形する第1凹部131と、第1凹部131よりも深底となり、各第2リップ片93aのうちの一方を成形する第2凹部132とを備えている。
第1分割金型130は、シール部材90の第1リップ部92を成形し、この第1リップ部92を形作る段付き円柱部133を備えている。
第1分割金型130の段付き円柱部133を挟むカバー本体80に形成した凹所85の対向部分には、第3金型120(第1分割金型130,第2分割金型140)と第2金型110との間に形成される空洞部HP2に溶融ゴムMRを供給するための溶融ゴム供給ゲートG2が設けられている。
第2分割金型140の径方向外側(図中左側)で、かつ第1分割金型130との突き合わせ部分には、各第2リップ片93aのうちの他方を成形する第2リップ片成形部141が設けられている。
第2分割金型140の径方向外側で、かつ第2金型110との突き合わせ部分寄りには、カバー本体80の外周部分を覆い、シール部材90のオーバーフロー部95を成形する第3凹部142が設けられている。
次に、以上のように形成した3つの金型(第1金型100,第2金型110,第3金型120)を用いたボトムカバー43の製造工程について説明する。
〔カバー本体成形工程〕
まず、図5(a)に示すように、成形装置の駆動源(図示せず)を下降駆動することで、第1金型100を第2金型110に近接移動させて、各金型100,110を互いに突き合わせる。次いで、成形装置の溶融樹脂供給源(図示せず)を駆動することにより、第1金型100の溶融樹脂供給ゲートG1から空洞部HP1に向けて溶融樹脂MPを所定圧で供給する。すると、後にカバー本体80となる溶融樹脂MPが、空洞部HP1内をその形状に倣って徐々に流れていき、カバー本体80が成形されていく。このとき、空洞部HP1内に元々あった空気(Air)は、第1金型100と第2金型110との突き合わせ部分の微小隙間を介して、図中矢印に示すように外部に排出される。これにより、空洞部HP1内の隅々まで溶融樹脂MPが行き渡り、カバー本体80を精度良く成形することができる(第1工程)。
ここで、図6(a)に示す第1係止爪82の成形状態について説明すると、図6(b)に示すように、溶融樹脂MPが係止爪成形孔105内を流れる際に、対向する方向から補強凸部82aを成形する部位に流れてきた溶融樹脂MPは、当該補強凸部82aを成形する部位で衝突した後、その流れの向きを同じ方向(図中下方)にして流れる(図中破線矢印)。そのため、第1係止爪82の先端部分にウェルドが発生するのを抑制して、第1係止爪82の強度を充分なものにできる。
カバー本体80を成形した後、図5(b)の矢印M1に示すように、成形装置の駆動源を上昇駆動することで、第1金型100を第2金型110から分離する。このとき、カバー本体80からは第1金型100のみを分離して、第2金型110にカバー本体80が装着された状態とする(第2工程)。これにより、カバー本体80の成形工程が終了して次工程に移行する準備が整う。
〔シール部材成形工程〕
次に、図7(a)に示すように、成形装置の駆動源を下降駆動することで、第1分割金型130および第2分割金型140を組み合わせてなる第3金型120を、カバー本体80が装着された第2金型110に近接移動させて、各金型120,110を互いに突き合わせる。次いで、成形装置の溶融ゴム供給源(図示せず)を駆動することにより、第1分割金型130の溶融ゴム供給ゲートG2から空洞部HP2に向けて溶融ゴムMRを所定圧で供給する。すると、後にシール部材90となる溶融ゴムMRが、空洞部HP2内をその形状に倣って徐々に流れていき、カバー本体80にシール部材90が溶着されていく。
このとき、カバー本体80を第2金型110により保持した状態でカバー本体成形工程からシール部材成形工程に移行しているので、カバー本体80の冷却による変形を第2金型110により規制してカバー本体80の成形精度を向上させることができる。これにより、シール部材90をカバー本体80に強固に溶着(二色成形)することができる。また、空洞部HP2内に元々あった空気(Air)は、第1分割金型130と第2分割金型140との突き合わせ部分の微小隙間と、第2分割金型140(第3金型120)と第2金型110との突き合わせ部分の微小隙間とを介して、図中矢印に示すように外部に排出される。これにより、空洞部HP2内の隅々まで溶融ゴムMRが行き渡り、シール部材90を精度良く成形して、ボトムカバー43が完成する(第3工程)。
ここで、溶融ゴム供給ゲートG2から空洞部HP2に向けて供給された溶融ゴムMRは、図8(a)に示すようにゲート部94を成形するとともに、カバー本体80の一側面において、第1分岐流れ(1)と第2分岐流れ(2)とに分岐される。そして、カバー本体80の径方向に沿うゲート部94の対向部分にある衝突部位CPで、分岐した溶融ゴムMR同士がぶつかる。その後、図8(b)に示すように、溶融ゴムMRは合流流れ(3)となって、第2リップ部93を成形しつつ、衝突部位CPおよび第2リップ部93で発生した気泡等とともにカバー本体80の凹所85(図7(a)参照)に流れ込み、図中網掛け部分に示すオーバーフロー部95を成形する。オーバーフロー部95は、シール部材90における所謂無駄部分であるため、オーバーフロー部95に溜まった気泡等は、シール部材90のシール性能に悪影響を及ぼさない。
また、図7に示すように、第2分割金型140の第1分割金型130との突き合わせ部分近傍に設けた第2リップ片成形部141において、他方の第2リップ片93aを成形し、第2分割金型140(第3金型120)と第2金型110との突き合わせ部分において、一方の第1リップ片92bを成形している。したがって、他方の第2リップ片93aおよび一方の第1リップ片92bに対応した空洞部HP2内の空気(Air)を確実に外部に排出でき、ひいては第1リップ部92および第2リップ部93が不良形状になることは無い。
〔取り外し工程〕
ある程度の冷却時間を待つか、成形装置に設けられる冷却機構(図示せず)によりボトムカバー43を冷却して硬化させた後、図7(b)の矢印M2に示すように、成形装置の駆動源を上昇降駆動する。これにより、第3金型120(第1分割金型130,第2分割金型140)を第2金型110から分離する。その後、第2金型110および第3金型120からカバー本体80およびシール部材90を一体化したボトムカバー43を取り外す(第4工程)。
なお、第3金型120からのボトムカバー43の取り外しは、シール部材90を弾性変形させつつ行う、所謂、無理抜きによる。また、各金型110,120からのボトムカバー43の取り外し作業は、作業者による手作業か、成形装置に設けられる取り外し機構(図示せず)によって行われる。
以上詳述したように、第1実施の形態に係る減速機構付モータ10によれば、二色成形によりカバー本体80の一側面にシール部材90を一体化したので、シール構造を、シール部材90およびカバー本体80(計2つの部材)を有するボトムカバー43から形成でき、組み付け作業を廃止して簡素化を図ることができる。また、シール部材90を、環状の平板本体部91,平板本体部91の内周縁部に設けられてカバー本体80と小径部72との間を密封する第1リップ部92,平板本体部91の外周縁部に設けられてカバー本体80とギヤケース41との間を密封する第2リップ部93とから形成し、平板本体部91に、カバー本体80の一側面に垂直方向から溶融ゴムを供給することで形成されるゲート部94を設け、平板本体部91の溶融ゴムMR同士がぶつかる衝突部位CPに、カバー本体80の一側面から他側面に向けて延びるオーバーフロー部95を設けた。したがって、溶融ゴムMR同士がぶつかる衝突部位CPにおいて、第2リップ部93を越えてカバー本体80の他側面に溶融ゴムMRを導くことができる。これにより、第2リップ部93周辺の溶融ゴムMRの衝突部位CPにおいてウェルドが発生するのを抑制でき、ひいてはシール部材90のシール性能を向上させることが可能となる。
また、第1実施の形態に係る減速機構付モータ10によれば、第1リップ部92および第2リップ部93を、出力部材70の軸方向に2段並べた各リップ片92b,93aから形成したので、仮に各リップ部92,93の周辺でウェルドが発生したとしても、各リップ片92b,93aのうちのウェルドを有さない正常リップ片が、密封不良になるのを防止する。
さらに、第1実施の形態に係る減速機構付モータ10の製造方法によれば、第3工程において、第1工程で形成したカバー本体80を第2金型110から取り外さずに、カバー本体80を装着した状態としたので、成形工程の簡素化を図ることができる。また、第1工程から第3工程までの間、カバー本体80は第2金型110に保持された状態となっているため、カバー本体80の冷却による変形を第2金型110により規制してカバー本体80の成形精度を向上させることができる。これにより、第3工程では、カバー本体80およびシール部材90を充分な強度で溶着でき、その成形精度を向上させてばらつきの発生を抑制できる。
さらに、第1実施の形態に係る減速機構付モータ10の製造方法によれば、第2金型110と第2分割金型140(第3金型120)との突き合わせ部分で第1リップ部92を成形したので、第2金型110と第2分割金型140との突き合わせ部分から空洞部内の空気(Air)を外部に排出でき、第1リップ部92が不良形状になるのを防止でき、第1リップ部92を精度良く形成することができる。
また、第1実施の形態に係る減速機構付モータ10の製造方法によれば、第3金型120を、第1分割金型130と第2分割金型140とから形成し、第1分割金型130と第2分割金型140との突き合わせ部分で第2リップ部93を成形したので、第1分割金型130と第2分割金型140との突き合わせ部分から空洞部内の空気(Air)を外部に排出でき、第2リップ部93が不良形状になるのを防止でき、第2リップ部93を精度良く形成することができる。
次に、本発明の第2実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、上述した第1実施の形態と同様の機能を有する部分については、同一の記号を付し、その詳細な説明を省略する。
図9は第2実施の形態に係るボトムカバーを示す斜視図を表している。
第2実施の形態においては、図9に示すように、ボトムカバー43を形成するシール部材90の平板本体部91に、カバー本体80の一側面に垂直方向から溶融ゴムMRを供給することで形成されるゲート部94を2箇所設けた点、および各ゲート部94から最も離間した位置(遠い位置)に、一対のオーバーフロー部95を設けた点が異なっている。
各ゲート部94は、カバー本体80の中心部分を挟んで対向するよう180°間隔で設けられ、平板本体部91の径方向外側寄りで、かつカバー本体80の周方向に沿う各係止爪82,83間に設けられている。また、各オーバーフロー部95は、カバー本体80の中心部分を挟んで対向するよう180°間隔で設けられ、平板本体部91から第2リップ部93を越えてシール部材90の最外周部分に設けられている。各ゲート部94と各オーバーフロー部95とは、カバー本体80を中心として位相を90°ずらした位置に配置され、これにより各ゲート部94から最も離間した位置に各オーバーフロー部95は配置される。
溶融ゴムMRの流れについては、第1実施の形態と同様に、各ゲート部94からそれぞれ分岐流れ(1),(2)となって流れる。その後、各分岐流れ(1),(2)はそれぞれの衝突部位CPで合流流れ(3)となり、各オーバーフロー部95を成形する。
以上のように形成した第2実施の形態においても、上述した第1実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。これに加え、第2実施の形態によれば、カバー本体80の一側面に向けて2箇所から溶融ゴムMRを供給するので、ボトムカバー43の成形時間を短縮することが可能となる。ただし、ボトムカバー43の成形時間をより短縮するためにゲート部94を3箇所以上設けても良い。この場合、3箇所以上形成される衝突部位CPに対応させて、それぞれオーバーフロー部95を設けるようにする。
本発明は上記各実施の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言うまでもない。例えば、上記各実施の形態においては、第1リップ部92および第2リップ部93の双方を、各リップ片92b,93aを有する2段リップ構造としたものを示したが、本発明はこれに限らず、オーバーフロー部95の近傍に設けられる第2リップ部93のみ、つまり、ウェルドが発生し易い方(ゲート部94から遠い方)のみを2段リップ構造としても良い。
また、上記各実施の形態においては、第1リップ部92および第2リップ部93の双方を2段リップ構造としたものを示したが、本発明はこれに限らず、1段リップ構造や3段以上のリップ構造を採用することもできる。
さらに、上記各実施の形態においては、モータ装置としての減速機構付モータ10を、車両に搭載されるパワーウィンド装置の駆動源として用いたものを示したが、本発明はこれに限らず、サンルーフ装置等の他の駆動源としても用いることができる。
また、上記各実施の形態においては、モータ部20として、ブラシ付の電動モータを採用したものを示したが、本発明はこれに限らず、例えば、ブラシレスの電動モータ等を採用することもできる。
10 減速機構付モータ(モータ装置)
11 締結ネジ
20 モータ部
21 モータケース
21a 有底筒部
22 マグネット
23 アーマチュア
24 ブラシホルダ
25 アーマチュア軸(回転軸)
26 コンミテータ
27 ブラシ
28 バネ部材
29 第1ラジアル軸受
30 第1スラスト軸受
31 第1スチールボール
32 第2ラジアル軸受
40 ギヤ部
41 ギヤケース
41a 底部
41b 支持筒
41c 支持ピン
41d 開口部
42 コネクタ部材
42a センサ基板
42b ホールIC
43 ボトムカバー
44 ウォーム軸
44a ウォーム(ギヤ機構)
45 ウォームホイール(ギヤ機構)
45a 歯部
45b トルク出力部
45c 小径円筒部
45d 大径円筒部
45e 底部
46 第2スラスト軸受
47 第2スチールボール
48 第3ラジアル軸受
49 第4ラジアル軸受
50 連結部材
51 センサマグネット
60 ダンパ部材
70 出力部材(出力軸)
71 大径部
71a トルク受け部
72 小径部
73 セレーション部
73a セレーション
80 カバー本体(ギヤカバー)
81 環状凸部
82 第1係止爪
82a 補強凸部
83 第2係止爪
84 出力軸孔(貫通孔)
85 凹所
90 シール部材
91 平板本体部
92 第1リップ部
92a リップ本体
92b 第1リップ片(リップ片)
93 第2リップ部
93a 第2リップ片(リップ片)
94 ゲート部
95 オーバーフロー部
100 第1金型
101 第1凹部
102 第2凹部
103 凸部
104 円柱部
105 係止爪成形孔
110 第2金型
120 第3金型
130 第1分割金型(第3金型)
131 第1凹部
132 第2凹部
133 段付き円柱部
140 第2分割金型(第3金型)
141 第2リップ片成形部
142 第3凹部
CP 衝突部位
G1 溶融樹脂供給ゲート
G2 溶融ゴム供給ゲート
HP1,HP2 空洞部
MP 溶融樹脂
MR 溶融ゴム

Claims (5)

  1. 回転軸を収容するモータケースとギヤ機構を収容するギヤケースとを連結して形成されるモータ装置であって、
    前記ギヤケースの開口部を閉塞し、中心部に出力軸が貫通する貫通孔を有するギヤカバーと、
    前記ギヤカバーの一側面に設けられ、二色成形により前記ギヤカバーに一体化されるシール部材とを備え、
    前記シール部材を、
    環状の平板本体部と、
    前記平板本体部の内周縁部に設けられ、前記ギヤカバーと前記出力軸との間を密封する第1リップ部と、
    前記平板本体部の外周縁部に設けられ、前記ギヤカバーと前記ギヤケースとの間を密封する第2リップ部と、
    前記平板本体部に設けられ、前記ギヤカバーの一側面に垂直方向から溶融ゴムを供給することで形成されるゲート部と、
    前記平板本体部の前記溶融ゴム同士がぶつかる衝突部位に設けられ、前記ギヤカバーの一側面から他側面に向けて延びるオーバーフロー部とから形成することを特徴とするモータ装置。
  2. 請求項1記載のモータ装置において、前記第1リップ部および前記第2リップ部のうちの少なくともいずれか一方を、前記出力軸の軸方向に複数段並べたリップ片から形成することを特徴とするモータ装置。
  3. 回転軸を収容するモータケースとギヤ機構を収容するギヤケースとを連結して形成されるモータ装置の製造方法であって、
    前記ギヤケースの開口部を閉塞し、中心部に出力軸が貫通する貫通孔を有するギヤカバーの一側面を成形する第1金型と、前記ギヤカバーの他側面を成形する第2金型とを突き合わせて、前記第1金型と前記第2金型との間に形成された空洞部に溶融樹脂を供給する第1工程と、
    前記第1工程で形成した前記ギヤカバーから前記第1金型のみを分離し、前記第2金型に前記ギヤカバーが装着された状態とする第2工程と、
    前記ギヤカバーの一側面に設けられ、環状の平板本体部,前記平板本体部の内周縁部に設けられ、前記ギヤカバーと前記出力軸との間を密封する第1リップ部、前記平板本体部の外周縁部に設けられ、前記ギヤカバーと前記ギヤケースとの間を密封する第2リップ部、前記平板本体部に設けられ、前記ギヤカバーの一側面に垂直方向から溶融ゴムを供給することで形成されるゲート部、前記平板本体部の前記溶融ゴム同士がぶつかる衝突部位に設けられ、前記ギヤカバーの一側面から他側面に向けて延びるオーバーフロー部を備えるシール部材の一側面を成形する第3金型を、前記ギヤカバーが装着された前記第2金型に突き合わせて、前記第2金型と前記第3金型との間に形成された空洞部に溶融ゴムを供給する第3工程と、
    前記第2金型と前記第3金型とを分離し、前記第2金型および前記第3金型から前記シール部材を一体化した前記ギヤカバーを取り外す第4工程とを有することを特徴とするモータ装置の製造方法。
  4. 請求項3記載のモータ装置の製造方法において、前記第2金型と前記第3金型との突き合わせ部分で前記第1リップ部を成形することを特徴とするモータ装置の製造方法。
  5. 請求項3または4記載のモータ装置の製造方法において、前記第3金型を、第1分割金型と第2分割金型とから形成し、前記第1分割金型と前記第2分割金型との突き合わせ部分で前記第2リップ部を成形することを特徴とするモータ装置の製造方法。
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