JP2019190564A - ウォームホイール、ウォームホイールの製造方法及びモータ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】歯部の強度確保が容易で且つ安価なウォームホイールを提供する。【解決手段】ウォームホイール３０は、ウォームホイール本体３２と、出力軸４４（回転軸）とによって構成されている。ウォームホイール本体３２は、外周部に第１半割歯部３７を有する第１成形体３６と、外周部に第２半割歯部４１を有する第２成形体４０とが軸方向に結合されて構成されている。このウォームホイール本体３２の外周部には、第１半割歯部３７と第２半割歯部４１とからなる歯部３３が設けられており、歯部３３間の歯底部が上記軸方向の中央側へ向かうほど軸心側へ向かうように円弧状に凹んでいる。また、上記の出力軸４４は、第１成形体３６との一体成形品として第１成形体３６の軸心部に固定されている。【選択図】図８

Description

本発明は、ウォームホイール、ウォームホイールの製造方法、及びウォームホイールを備えたモータ装置に関する。

下記特許文献１には、電動モータの出力軸に取り付けられる樹脂製ウォームホイールが開示されている。この樹脂製ウォームホイールは、外周部に歯部を有しており、歯部間の歯溝底部が歯溝長さ方向に凹陥した形状とされている。また、この樹脂製ウォームホイールは、軸方向の略中央部で分割された２つの半割体からなり、該両半割体が、各々の軸方向両側の側面のうち歯部の歯底位置で小径側となる小径側面で接合一体化されている。各半割体の中心位置には、それぞれ中心孔が貫通形成されており、これらの中心孔からなる軸孔に上記の出力軸が取り付けられる構成になっている。

この樹脂製ウォームホイールでは、歯部間の歯溝底部全体が歯溝長さ方向に凹陥しているので、ウォームホイールの歯部とウォームの歯部との接触面積を広く確保することができる。これにより、ウォームホイールの歯部の強度確保が容易になる。また、各半割体の歯溝底部が凹陥形状の半部をなすように円弧状に形成されるので、各半割体を樹脂で成形する際に、歯溝底部にアンダカット部が存在しなくなる。これにより、歯溝底部全体が凹陥したウォームホイールを安価にかつ高い精度で得られるようにしている。

特開２００２−３１０２６７号公報

しかしながら、上記構成の樹脂製ウォームホイールでは、２つの半割体を互いに接合（結合）した後で、両半割体の軸孔に出力軸（回転軸）を組付ける必要があるため、各半割体の形成時や接合の僅かなズレが軸孔のズレとなり、出力軸の軸孔への挿通固定により接合部位が破損したり応力が残留したりする恐れがある。結局、高い部品精度および組付精度を要することとなって、高価なものとなってしまう。

本発明は上記事実を考慮し、歯部の強度確保が容易で且つ安価なウォームホイール、該ウォームホイールの製造方法及び該ウォームホイールを備えたモータ装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様のウォームホイールは、外周部に第１半割歯部を有する第１成形体と、外周部に第２半割歯部を有する第２成形体とが軸方向に結合されて構成され、前記第１半割歯部と前記第２半割歯部とからなる歯部が外周部に設けられ、前記歯部間の歯底部が前記軸方向の中央側へ向かうほど軸心側へ向かうように円弧状に凹んだウォームホイール本体と、前記第１成形体の軸心部に一体成型品として固定された回転軸と、を備えている。

第１の態様のウォームホイールによれば、ウォームホイール本体は、軸心部に回転軸が固定され、外周部に第１半割歯部を有する第１成形体と、外周部に第２半割歯部を有する第２成形体とが、軸方向に結合されて構成されている。このウォームホイール本体の外周部には、第１半割歯部と第２半割歯部とからなる歯部が設けられている。この歯部間の歯底部は、上記軸方向の中央側へ向かうほどウォームホイール本体の軸心側へ向かうように円弧状に凹んでいる。これにより、ウォームホイール本体の歯部とウォームの歯部との接触面積を広く確保することができるので、ウォームホイール本体の歯部の強度確保が容易になる。しかも、上記の回転軸は、第１成形体との一体成形品として第１成形体の軸心部に固定されたものである。このため、第１成形体と第２成形体とを結合させてウォームホイール本体を製造した後で、ウォームホイール本体への回転軸の組付けが不要となる。したがって、第１成形体と第２成形体とをともに回転軸に固定することに伴う不具合の発生を防止でき、ひいては安価な樹脂製ウォームホイールを得ることができる。

本発明の第２の態様のウォームホイールは、第１の態様において、前記歯部の先端部には、前記歯底部と同心状の円弧状に凹んだ先端凹部が形成されている。

第２の態様のウォームホイールによれば、ウォームホイール本体の歯部の先端部には、該歯部間の歯底部と同心状の円弧状に凹んだ先端凹部が形成されている。これにより、ウォームホイール本体の歯部の先端部に上記の先端凹部が形成されていない場合と比較して、ウォームホイール本体の歯部とウォームの歯部との接触面積を広く確保することができる。

本発明の第３の態様のウォームホイールは、第１の態様又は第２の態様において、前記第２成形体は、環状に形成されており、前記第１成形体は、前記第２成形体の内側に嵌合した嵌合部を有する。

第３の態様のウォームホイールによれば、環状に形成された第２成形体の内側に、第１成形体が有する嵌合部が嵌合した状態で、第１成形体と第２成形体とが軸方向に結合されている。このように構成されているので、第１成形体と第２成形体とは出力軸の周面よりも径方向外方にて高精度に位置決めし且つ高強度に結合することができる。

本発明の第４の態様のウォームホイールは、第３の態様において、前記嵌合部の外周面に形成された凸部又は凹部と、前記第２成形体の内周面に形成された凹部又は凸部とが互いに嵌合している。

第４の態様のウォームホイールによれば、環状に形成された第２成形体の内側に、第１成形体が有する嵌合部が嵌合しており、当該嵌合部の外周面に形成された凸部又は凹部と、第２成形体の内周面に形成された凹部又は凸部とが互いに嵌合している。これにより、第１成形体と第２成形体との相対回転を効果的に規制することができる。

本発明の第５の態様のウォームホイールは、第１〜第４の態様の何れか１つの態様において、前記第１成形体と前記第２成形体とは、互いに異なる材料により構成されている。

第５の態様のウォームホイールによれば、互いに結合されてウォームホイール本体を構成する第１成形体と第２成形体とが、互いに異なる材料（例えば剪断強度が異なる材料）で構成されている。これにより、例えば第１成形体及び第２成形体のうちの一方を高強度な材料で構成しつつ、他方を安価な材料で構成することが可能となる。

本発明の第６の態様のウォームホイールは、第１〜第５の態様の何れか１つの態様において、前記回転軸は、凹凸が周方向に並んで外周面に形成された固定部を有し、当該固定部が前記第１成形体の前記軸心部に埋め込まれている。

第６の態様のウォームホイールによれば、回転軸が有する固定部の外周面には、凹凸が周方向に並んで形成されており、当該固定部が第１成形体の軸心部に埋め込まれている。これにより、第１成形体に対する回転軸の相対回転を効果的に規制することができる。

本発明の第７の態様のウォームホイールは、第１〜第６の態様の何れか１つの態様において、前記第１成形体と前記第２成形体とは、前記第１半割歯部と前記第２半割歯部とが前記ウォームホイール本体の周方向にずれた状態で結合されている。

第７の態様のウォームホイールによれば、ウォームホイール本体は、外周部に第１半割歯部を有する第１成形体と、外周部に第２半割歯部を有する第２成形体とが、軸方向に結合されて構成されている。このウォームホイール本体の外周部には、第１半割歯部と第２半割歯部とからなる歯部が設けられている。この歯部では、第１半割歯部と前記第２半割歯部とがウォームホイール本体の周方向にずれている。このずれにより、ウォームの歯部に対するウォームホイール本体の歯部のバックラッシュを低減する（ゼロにする場合も含む）ことができる。

本発明の第８の態様のウォームホイールの製造方法は、請求項７に記載のウォームホイールの製造方法であって、ウォームが固定された治具に前記第１成形体及び前記第２成形体を装着し、前記第１半割歯部及び前記第２半割歯部を前記ウォームの歯部と噛合させる装着工程と、前記第１半割歯部と前記第２半割歯部とを前記周方向にずらして前記ウォームの歯部に密着させた状態で前記第１成形体と前記第２成形体とを結合する結合工程と、を有している。

第８の態様のウォームホイールの製造方法によれば、装着工程では、ウォームが固定された治具に第１成形体及び第２成形体が装着され、第１半割歯部及び第２半割歯部がウォームの歯部と噛合される。次いで、結合工程では、第１半割歯部と第２半割歯部とがウォームホイール本体の周方向にずらされて上記ウォームの歯部に密着された状態で第１成形体と第２成形体とが結合される。これにより、ウォームの歯部に対するウォームホイール本体の歯部のバックラッシュを低減する（ゼロにする場合も含む）ことができる。

本発明の第９の態様のモータ装置は、モータと、前記モータによって回転されるウォームと、前記ウォームに噛合された第１〜第７の何れか１つの態様のウォームホイールと、を備えている。

第９の態様のモータ装置によれば、モータによってウォームが回転されると、当該ウォームに噛合されたウォームホイールが回転軸と一体で回転軸回りに回転される。このウォームホイールは、第１〜第７の何れか１つの態様のウォームホイールであるため、前述した作用効果が得られる。

本発明の実施形態に係るモータ装置の斜視図である。 図１に示される構成の一部を破断して示す斜視図である。 同モータ装置が備えるウォームホイール及びウォームを示す斜視図である。 図３に示される構成の一部を拡大して示す斜視図である。 ウォームホイールの一部を示す側面図である。 ウォームホイールにおける図３のＦ６−Ｆ６線に沿った切断面を示す断面図である。 図６の一部を拡大して示す断面図である。 ウォームホイールの分解斜視図である。 ウォームホイール本体の構成部材である第１成形体の第１半割歯部と第２成形体の第２歯部とがウォームホイール本体の周方向にずれた状態を示す側面図である。 ウォームホイールの製造方法について説明するための斜視図である。 本発明の実施形態に係るウォームホイールの第１変形例を示す図６に対応した断面図である。 本発明の実施形態に係るウォームホイールの第２変形例を示す斜視図である。 図１２のＦ１３−Ｆ１３線に沿った切断面を示す断面図である。 本発明の実施形態に係るウォームホイールの第３変形例を示す図６に対応した断面図である。 本発明の実施形態に係るウォームホイールの第４変形例を示す図６に対応した断面図である。

以下、図１〜図１０を用いて本発明の実施形態に係るウォームホイール３０、ウォームホイール３０の製造方法、及びモータ装置１０について説明する。本実施形態に係るウォームホイール３０は、モータ装置１０の構成部品とされている。このモータ装置１０は、減速機付きのワイパモータであり、ここではブラシレスモータとされている。先ずモータ装置１０の全体構成の概略について説明し、その後に本実施形態の要部であるウォームホイール３０及びその製造方法について説明する。なお、以下の説明では、モータ装置１０を「ワイパモータ１０」と称する。

（ワイパモータの全体構成）
図１及び図２に示されるように、ワイパモータ１０は、モータケース１４を有するモータ１２と、ギヤケース１６と、カバー１８とを備えている。また、このワイパモータ１０は、ギヤケース１６内に収容された減速機構２０と、カバー１８内に収容された図示しない制御基板とを備えている。

モータケース１４は、例えば樹脂又は金属によって有底円筒状に形成されている。このモータケース１４の開口部には、フランジ部１４Ａが設けられている。ギヤケース１６は、例えば鉄やアルミニウム等の金属によって形成されており、モータケース１４の開口側に配置されている。このギヤケース１６は、モータケース１４の軸方向と直交する方向の一方側が開口した扁平な略箱形状をなす本体部１６Ａと、本体部１６Ａのモータケース１４側に形成された接続部１６Ｂとを備えている。接続部１６Ｂは、モータケース１４と同心の筒形状をなしている。この接続部１６Ｂには、ビス止め等の手段でモータケース１４のフランジ部１４Ａが固定されている。カバー１８は、例えば樹脂によって形成されており、モータケース１４の軸方向と直交する方向の他方側が開口した扁平な略箱形状をなしている。このカバー１８は、例えば爪嵌合によってギヤケース１６に固定されており、ギヤケース１６の開口を塞いでいる。

上記のモータケース１４を有するモータ１２は、インナロータ型の電動モータであり、モータケース１４内に収容された図示しないステータ及びロータを備えている。ステータは、円筒状に形成されたステータコアと、ステータコアに巻かれたＵ相、Ｖ相、Ｗ相（三相）のコイルとを含んで構成されている。ロータは、円筒状に形成されたロータコアと、ロータコアの外周面に固定された永久磁石とを含んで構成されており、ステータの内側に同軸的に配置されている。ロータコアの軸心部には、例えば金属によって円柱状に形成されたシャフト（回転軸）２２が同軸的に固定されている。このシャフト２２は、モータケース１４内からギヤケース１６内に亘って配置されている。このシャフト２２は、ギヤケース１６に取り付けられた一対の軸受２４、２６によって回転可能に支持されており、ステータの三相のコイルが励磁されることにより、ロータと一体で回転する。

シャフト２２における一対の軸受２４、２６の間の部位には、転造等の手段によってウォーム２８が一体に形成されている。このウォーム２８は、ギヤケース１６内に設けられたウォームホイール３０と共に減速機構（ギヤ機構）２０を構成している。ウォームホイール３０は、外周部に歯部３３が形成されたウォームホイール本体３２と、ウォームホイール本体３２の軸心部に同軸的に固定された出力軸４４とによって構成されており、軸方向が回転軸２２の軸方向と直交する姿勢で配置されている。ウォームホイール本体３２の歯部３３は、ウォーム２８の歯部２９（図２では符号省略）と噛み合っている。出力軸４４は、本発明における「回転軸」に相当している。この出力軸４４は、ウォームホイール３０の軸方向一方側（カバー１８とは反対側）へ延びており、ギヤケース１６の本体部１６Ａに形成された円筒状の筒状部１６Ｃ内に挿通されている。筒状部１６Ｃ内には、図示しない一対の軸受が取り付けられており、これらの軸受によって出力軸４４が回転可能に支持されている。この出力軸４４は、ウォーム２８（回転軸２２）の回転によってウォームホイール３０が減速されて回転されることにより、ウォームホイール３０と一体で回転する。

上記筒状部１６Ｃの周りには、複数（ここでは３つ）の車体側固定部１６Ｄが形成されている。これらの車体側固定部１６Ｄには、雌ねじ部が形成されており、各雌ねじ部に螺合されるボルト等の雄ねじ部材を用いてワイパモータ１０が不図示のブラケットやフレーム等を介して車体に固定される。また、上記の出力軸４４には、例えばワイパアーム（図示省略）の基端部が固定され、当該ワイパアームの先端部にはワイパブレードが連結される。そして、上記のワイパアームが出力軸４４と一体で回転されることにより、上記のワイパブレード（図示省略）が車両のウインドシールドガラス（図示省略）を払拭する構成となる。

ウォームホイール３０の軸方向他方側には、例えば樹脂によって板状に形成されたグリスカバー１９（図２参照）が配置されており、当該グリスカバー１９を介してウォームホイール３０とは反対側には、図示しない制御基板が配置されている。この制御基板に対応してギヤケース１６には、コネクタ部１７が形成されている。そして、このコネクタ部１７に設けられた図示しない端子が制御基板と電気的に接続されている。このコネクタ部１７には、車体側に設けられた外部コネクタ（図示省略）が接続される。これにより、制御基板が車載バッテリやワイパスイッチ（何れも図示省略）と電気的に接続される構成になっている。この制御基板には、前述した三相のコイルが電気的に接続されている。また、この制御基板には、回転軸２２に取り付けられた図示しない第１センサマグネットの磁極の変化に応じてスイッチング動作を行う３つの回転センサ（例えばホールＩＣ）と、ウォームホイール３０の軸心部に取り付けられた図示しない第２センサマグネットの磁極の変化に基づいてスイッチング動作を行う図示しないＭＲセンサ（例えば磁気抵抗素子）とが実装されている。

さらに、この制御基板には、ＣＰＵ、コントローラチップ、キャパシタ、インダクタ、ＦＥＴモジュールなどの各種電子部品が実装されており、電子回路が形成されている。ＣＰＵは、公知のマイクロコンピュータによって構成されており、ＦＥＴモジュールは、複数のスイッチング素子を有している。ＣＰＵおよびＦＥＴモジュールは、前述した三相のコイルに励磁電流を供給し、ロータの回転を制御する。この際、ＣＰＵは、前記３つの回転センサおよびＭＲセンサによって検出された検出値に基づいて、ＦＥＴモジュールを制御する。具体的には、ＣＰＵは、３つの回転センサによって検出された検出値に基づいて、ロータの回転状態（回転数、回転位置、回転方向など）を検知すると共に、ＭＲセンサによって検出された検出値に基づいて、ギヤケース１６に対する出力軸４４の回転位置（絶対位置）を検知する。そして、これらの検知結果に基づいて、ＣＰＵがＦＥＴモジュールを制御する。これにより、出力軸４４がワイパアームと一体で往復回転される構成になっている。

（本実施形態の要部）
次に、本実施形態の要部であるウォームホイール３０及びその製造方法について詳細に説明する。ウォームホイール３０は、前述したようにウォームホイール本体３２と、出力軸４４とによって構成されている。図２〜図８に示されるように、ウォームホイール本体３２は、外周部に第１半割歯部３７（図２では符号省略）を有する第１成形体３６と、外周部に第２半割歯部４１（図２では符号省略）を有する第２成形体４０とが軸方向に結合されて構成されている。第１成形体３６と第２成形体４０とは、互いに異なる材料により構成されている。以下、具体的に説明する。

第１成形体３６は、ここでは樹脂（例えばポリアセタール）の射出成形によって製造されたものであり、略円板状に形成されている。具体的には、第１成形体３６は、円板状に形成された本体部３６Ａと、本体部３６Ａの径方向外側の部位から本体部３６Ａの軸方向一側（図３〜図８の矢印Ａ方向側）へ円環状（リング状）に突出した環状凸部３６Ｂと、本体部３６Ａの径方向中央部から本体部３６Ａの軸方向両側（図３〜図８の矢印Ａ方向側及び矢印Ｂ方向側）へ円筒状に突出したボス部３６Ｃと、ボス部３６Ｃの外周部から放射状に延びる複数の補強用リブ３６Ｄとによって構成されている。ボス部３６Ｃ及び複数の補強用リブ３６Ｄは、環状凸部３６Ｂの内側に配置されており、ボス部３６Ｃ及び環状凸部３６Ｂは、本体部３６Ａと同軸的に形成されている。

本体部３６Ａの外周部には、第１半割歯部３７が形成されている。第１半割歯部３７は、ウォームホイール本体３２の歯部３３のうち、ウォームホイール本体３２の軸方向一方側の部位（図３〜図８の矢印Ｂ方向側の半部又は略半部）を構成している。

環状凸部３６Ｂは、本体部３６Ａと同等の軸方向寸法を有している。この環状凸部３６Ｂの外周面には、複数（ここでは８つ）の凹部３８が環状凸部３６Ｂの周方向に並んで形成されている。複数の凹部３８は、第１成形体３６の軸方向から見て第１成形体３６の軸心側へ向けて円弧状に凹んでおり、第１成形体３６の径方向外側が開放されている。この環状凸部３６Ｂは、本発明における「嵌合部」に相当する。

ボス部３６Ｃは、第１成形体３６の軸方向一方側（図３〜図８の矢印Ａ方向側）が開放された有底円筒状に形成されている。このボス部３６Ｃの内側で第１成形体３６の軸心部には、出力軸４４が同軸的に固定されている。出力軸４４は、第１成形体３６との一体成形（インサート成形）によって第１成形体３６に一体成型品として固定されたものである。この出力軸４４の軸方向一端部は、固定部としてのセレーション部４４Ａ（図６参照）とされており、当該セレーション部４０Ａが第１成形体３６の軸心部に埋め込まれている。このセレーション部４４Ａの外周面には、出力軸４４の軸方向に延びる複数の凹凸（溝及び突条）が周方向に並んで形成されている。これらの凹凸は、転造又は冷間鍛造等の手段で形成されたものである。

第２成形体４０は、ここでは樹脂（例えばガラス繊維が配合されたポリアセタール、又は第１成形体３７とはガラス繊維の配合量が異なるポリアセタール）の射出成形によって製造されたものであり、円環状（リング状）に形成されている。第２成形体４０の外径は、第１成形体３６の外径と同等に設定されており、第２成形体４０の内径は、環状凸部３６Ｂの外径と同等に設定されており、第２成形体４０の軸方向寸法は、環状凸部３６Ｂの軸方向寸法と同等に設定されている。

第２成形体４０の外周部には、第２半割歯部４１が形成されている。第２半割歯部４１は、ウォームホイール本体３２の歯部３３のうち、ウォームホイール本体３２の軸方向他方側の部位（図３〜図８の矢印Ｂ方向側の半部又は略半部）を構成している。また、第２成形体４０の内周部における軸方向一端側（図３〜図８の矢印Ａ方向側）には、複数（ここでは８つ）の凸部４２が第２成形体４０の周方向に並んで形成されている。複数の凸部４２は、第２成形体４０の軸方向から見て第２成形体４０の軸心側へ向かって円弧状に凸をなしている。

本実施形態では、上記構成の第１成形体３６と第２成形体４０とが軸方向に結合されることにより、ウォームホイール本体３２が構成されている。具体的には、第２成形体４０の内側に第１成形体３６の環状凸部３６Ｂが嵌合しており、第２成形体４０の複数の凸部４２が第１成形体３６の複数の凹部３８に嵌合している。そして、複数の凸部４２が溶着によって第１成形体３６（主に本体部３６Ａ）と結合されている。こうして、第１成形体３６と第２成形体４０とは、出力軸４４の外周面よりも十分径方向外側の位置において嵌合されている。

このウォームホイール本体３２の外周部には、第１半割歯部３７と第２半割歯部４１とからなる歯部３３が設けられている。このウォームホイール本体３２では、図６及び図７に示されるように、歯部３３間の歯底部３５がウォームホイール本体３２の軸方向の中央側へ向かうほどウォームホイール本体３２の軸心側へ向かうように円弧状に凹んでいる。また、このウォームホイール本体３２では、歯部３３の先端部には、歯底部３５と同心状の円弧状に凹んだ先端凹部３４が形成されている。歯底部３５及び先端凹部３４は、ウォームホイール本体３２の歯部３３とウォーム２８の歯部２９とが噛合された箇所において、ウォーム２８と同心又は略同心の円弧状をなすように形成されている。

上記構成のウォームホイール３０では、第２成形体４０の内側に第１成形体３６の環状凸部３６Ｂが嵌合されると共に、第２成形体４０の複数の凸部４２が第１成形体３６に溶着される前の状態では、複数の凸部４２が複数の凹部３８に対してウォームホイール本体３２の周方向に僅かに相対移動できるように構成されている。これにより、第１半割歯部３７と第２半割歯部４１とがウォームホイール本体３２の周方向に僅かにずれた状態（図９参照）で、第１成形体３６と第２成形体４０とを溶着（結合）できるように構成されている。

上記のように第１半割歯部３７と第２半割歯部４１とがずらされたウォームホイール３０が製造される際には、以下の装着工程及び結合工程が実施される。装着工程では、ウォーム２８と同様のウォーム５２が固定された治具５０（図１０参照）に第１成形体３６及び第２成形体４０が装着され、第１半割歯部３７及び第２半割歯部４１がウォーム５２の歯部（図１０では図示省略）と噛合される。次いで結合工程では、第１半割歯部３７と第２半割歯部４１とがウォームホイール本体３２の周方向に僅かにずらされて、ウォーム５２の歯部と密着された状態で、治具５０に設けられた複数の位置決め部材５４により第１成形体３６及び第２成形体４０が治具５０に保持される。この状態で、第２成形体４０の複数の凸部４２が第１成形体３６に溶着される。なお、図１０では、凸部４２を第１成形体３６に溶着するためのコテ５６を一つだけ図示しているが、複数のコテ５６により複数の凸部４２を同時に第１成形体３６に溶着してもよい。

（作用及び効果）
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。

本実施形態に係るワイパモータ１０のウォームホイール３０では、ウォームホイール本体３２は、軸心部に出力軸４４が固定され、外周部に第１半割歯部３７を有する第１成形体３６と、外周部に第２半割歯部４１を有する第２成形体４０とが、軸方向に結合されて構成されている。このウォームホイール本体３２の外周部には、第１半割歯部３７と第２半割歯部４１とからなる歯部３３が設けられている。この歯部３３間の歯底部３５は、上記軸方向の中央側へ向かうほどウォームホイール本体３２の軸心側へ向かうように円弧状に凹んでいる。これにより、ウォームホイール本体３２の歯部３３とウォーム２８の歯部２９との接触面積を広く確保することができるので、ウォームホイール本体３２の歯部３３の強度確保が容易になる。

特にワイパモータは、ワイパアームが落雪等から受ける外力にも耐えなければならないという過酷な環境下で使用されるものであるため、高い強度が要求されるが、小型軽量化の要請も高まっている。このため、樹脂等からなるウォームホイールを小型化することが望まれており、ウォームホイールの歯部の強度確保が難しい方向に向かっている。この点、本実施形態によれば、上記のようにウォームホイール本体３２の歯部３３とウォーム２８の歯部２９との接触面積を広く確保することができるので、ウォームホイール本体３２の歯部３３の強度を十分に確保した小型の樹脂製ウォームホイール３０を提供することができる。

しかも、このウォームホイール３０の出力軸４４（回転軸）は、第１成形体３６との一体成形により第１成形体３６の軸心部に一体成形品として固定されたものである。このため、第１成形体３６と第２成形体４０とを結合させてウォームホイール本体３２を製造した後で、ウォームホイール本体３２への出力軸４４の組付が不要となる。言い換えれば、出力軸４４は、第１成形体３６と一体成形品として固定されるものの第２成形体４０とは直接的には固定されず、第１成形体３６を介して一体的に固定される。したがって、従来のような第１成形体３６と第２成形体４０とをともに出力軸４４に固定することに伴う不具合の発生を防止でき、ひいては安価な樹脂製ウォームホイールを得ることができる。また、組付工数の増加をも抑制できる。

また、本実施形態では、ウォームホイール本体３２の歯部３３の先端部には、歯部３３間の歯底部３５と同心状の円弧状に凹んだ先端凹部３４が形成されている。これにより、ウォームホイール本体３２の歯部３３の先端部に先端凹部３４が形成されていない場合と比較して、ウォームホイール本体３２の歯部３３とウォーム２８の歯部２９との接触面積を広く確保することができる。

さらに、本実施形態では、第１成形体３６は、円板状に形成された本体部３６Ａと、本体部３６Ａから軸方向一方側へ円環状に突出した環状凸部３６Ｂとを有しており、環状に形成された第２成形体４０の内側に上記環状凸部３６Ｂが嵌合している。このように、第１成形体３６と第２成形体４０とは、出力軸４４の外周面よりも十分径方向外側の位置において嵌合される構成とされているので、第１成形体３６と第２成形体４０とを径方向と周方向に高精度に位置決めし且つ両者を強固に結合することができる。

また、本実施形態では、第１成形体３６の環状凸部３６Ｂの外周面に形成された複数の凹部３８と、第２成形体４０の内周面に形成された複数の凸部４２とが互いに嵌合している。これにより、第１成形体３６と第２成形体４０との相対回転を効果的に規制することができ、第１成形体３６と第２成形体４０とを周方向に強固に結合することができる。

さらに、本実施形態では、互いに結合されてウォームホイール本体３２を構成する第１成形体３６と第２成形体４０とが、互いに異なる材料で構成されている。具体的には、第１成形体３６が自己潤滑性に優れた樹脂（ポリアセタール）により構成されており、第２成形体がガラス繊維入りの樹脂（ポリアセタール）により構成されている。このように第２成形体４０が第１成形体３６の材料よりも高強度な材料で構成され、第１成形体３６が第２成形体４０の材料よりも安価な材料で構成されているので、歯部３３の強度を確保しつつ、製造コストを低減することができる。

また、本実施形態では、出力軸４４は、凹凸が周方向に並んで外周面に形成されたセレーション部４４Ａを有しており、当該セレーション部４４Ａが、第１成形体３６の軸心部に埋め込まれている。これにより、第１成形体３６に対する出力軸４４の相対回転を効果的に規制することができる。

さらに、本実施形態では、第１半割歯部３７と第２半割歯部４１とがウォームホイール本体３２の周方向に僅かにずれた状態で、第１成形体３６と第２成形体４０とを結合可能とされている。上記のずれにより、ウォーム２８の歯部２９に対するウォームホイール本体３２の歯部３３のバックラッシュを低減する（ゼロにする場合も含む）ことができる。つまり、第１成形体３６及び第２成形体４０の成形時には多少の成形誤差が生じるため、第１成形体３６及び第２成形体４０の成形のみによっては、上記のバックラッシュを低減することに限界がある。この点、本実施形態では、第１成形体３６と第２成形体４０との結合時に、第１半割歯部３７と第２半割歯部４１とをウォームホイール本体３２の周方向にずらすことができるため、上記のバックラッシュを効果的に低減又は除去することができる。特に本実施形態のように、出力軸４４を往復回転させるタイプのワイパモータ１０では、上記のバックラッシュによって歯部３３に大きな負荷がかかるが、本実施形態では上記の負荷を効果的に低減可能となる。

＜各種変形例＞
次に、図１１〜図１５を用いて、前記実施形態の各種変形例について説明する。なお、前記実施形態と基本的に同様の構成及び作用については、前記実施形態と同符号を付与しその説明を省略する。

（第１変形例）
図１１には、本発明の実施形態に係るウォームホイール３０の第１変形例が図６に対応した断面図にて示されている。この第１変形例では、ウォームホイール本体３２の歯部３３の先端部には、前記実施形態に係る先端凹部３４とは異なる凹部３４’が形成されている。この凹部３４’は、第１成形体３６によって構成された部位が歯底部３５と同心状の円弧状に凹んでおり、第２成形体４０によって構成された部位が歯底部３５側へ略矩形状に凹んでいる。この第１変形例においても、第２半割歯部４１が第２成形体４０の径方向外側へ突出した突出部４１Ａを有しているので、歯部３３と歯部２９との接触面積を上記の突出部４１Ａによって拡大することができる。

（第２変形例）
図１２には、本発明の実施形態に係るウォームホイール３０の第２変形例が斜視図にて示されており、図１３には、図１２のＦ１３−Ｆ１３線に沿った切断面が断面図にて示されている。なお、図１２には、第１成形体３６と第２成形体４０とが結合される前（第１成形体３６と第２成形体４０とが軸方向に接触する直前）の状態が図示されており、図１３は第１成形体３６と第２成形体４０とが軸方向に接触した状態が図示されている。

この第２変形例では、第１成形体３６は、前記実施形態に係るボス部３６Ｃとは異なるボス部３６Ｅを有しており、前記実施形態に係る環状凸部３６Ｂ及び補強用リブ３６Ｄを有しない構成とされている。ボス部３６Ｅは、前記実施形態に係るボス部３６Ｃと同様に本体部３６Ａの径方向中央部に形成されているが、本体部３６Ａに対して軸方向他方側（図１３の矢印Ｂ方向側）のみに突出している。また、第２成形体４０は、前記実施形態よりも内径が小さく形成されており、第１成形体４０に対して上記軸方向他方側に配置されている。この第２成形体４０の内側には、ボス部３６Ｅが嵌合している。つまり、この第２変形例では、ボス部３６Ｅが本発明における「嵌合部」に相当している

また、第２成形体４０は、外周部を除く径方向中央側の部位が、外周部に比べて軸方向寸法を縮小された薄肉部４０Ａとされている。この薄肉部４０Ａには、複数の溶着用凹部６０が第２成形体４０の周方向に並んで形成されている。複数の溶着用凹部６０は、第２成形体４０の軸方向一方側（図１３の矢印Ａ方向側）へ凹んでいる。そして、これらの溶着用凹部６０の底面に突き当てられたコテ５６（図１３参照）により、第２成形体４０と第１成形体３６とが溶着（結合）されている。なお、図１３には、溶着用凹部６０の底面の溶融前の状態が図示されている。この第２変形例においても、前記実施形態と基本的に同様の作用効果を奏する。

（第３変形例）
図１４には、本発明の実施形態に係るウォームホイール３０の第３変形例が図６及び図１３に対応した断面図にて示されている。この第３変形例は、第２変形例に類似した構成とされているが、第１成形体３６と第２成形体４０との溶着部の構成が第２変形例と相違している。

この第３変形例では、第１成形体３６は、本体部３６Ａの径方向中間部から本体部３６Ａの軸方向他方側（図１４の矢印Ｂ方向側）へ突出した複数の溶着用凸部７０を有している。複数の溶着用凸部７０は、第１成形体３６の周方向に並んで形成されている。また、第２成形体４０の薄肉部４０Ａには、上記複数の溶着用凸部７０が嵌合した複数の溶着用孔７２が形成されている。複数の溶着用凸部７０の先端部は、複数の溶着用孔７２から上記軸方向他方側へ突出している。そして、これらの溶着用凸部７０の先端部に突き当てられたコテ５６により、第２成形体４０と第１成形体３６とが溶着（結合）されている。なお、図１４には、溶着用凸部７０の溶融前の状態が図示されている。この第３変形例においても、前記実施形態と基本的に同様の作用効果を奏する。

（第４変形例）
図１５には、本発明の実施形態に係るウォームホイール３０の第４変形例が図６及び図１３に対応した断面図にて示されている。この第３変形例は、第２変形例に類似した構成とされているが、第１成形体３６と第２成形体４０との嵌合構造、及び第１成形体３６と第２成形体４０との溶着部の構成が第２変形例と相違している。

この第４変形例では、第２成形体４０は、第２変形例よりも内径が大きく形成されている。また、第１成形体３６は、ボス部３６Ｅの径方向外側で本体部３６Ａから軸方向他方側（図１５の矢印Ｂ方向側）へ円環状に突出した突出部３６Ｆを有している。この突出部３６Ｆは、本発明における「嵌合部」に相当しており、第２成形体４０の内側に嵌合している。この突出部３６Ｆの外周部からは、上記軸方向他方側へリング状に突出した溶着用リブ８０が形成されている。この溶着用リブ８０は、第２成形体４０の薄肉部４０Ａよりも上記軸方向他方側へ突出している。そして、この溶着用リブ８０の先端部に突き当てられたコテ５６により、第２成形体４０と第１成形体３６とが溶着（結合）された構成になっている。なお、図１５には、溶着用リブ８０の溶融前の状態が図示されている。また、この第４変形例では、コテ５６が円筒状に形成されている。この第４変形例においても、前記実施形態と基本的に同様の作用効果を奏する。

＜実施形態の補足説明＞
前記実施形態及び前記各種変形例では、第１成形体３６及び第２成形体４０が好適な樹脂製とされた構成にしたが、これに限らず、第１成形体３６及び第２成形体４０は金属製であってもよい。

また、前記実施形態及び前記各種変形例では、第１成形体３６と第２成形体４０とが溶着により結合された構成にしたが、これに限らず、第１成形体３６と第２成形体とが接着やボルト締結等により結合された構成にしてもよい。

また、前記実施形態及び前記各種変形例では、第１成形体３６に設けられた嵌合部（環状凸部３６Ｂ、ボス部３６Ｅ、突出部３６Ｆ）が、環状に形成された第２成形体４０の内側に嵌合される構成にしたが、これに限るものではない。すなわち、円板状に形成された第１成形体と円板状に形成された第２成形体とが軸方向に結合される構成にしてもよい。その場合、第２成形体とは反対側へ延びるボス部を第１成形体の径方向中央部に形成し、第１成形体の軸心部に固定される回転軸を上記のボス部で支えることが好ましい。

また、前記実施形態及び前記各種変形例では、第１成形体３６と第２成形体４０とが、互いに異なる材料で構成された（樹脂母材は同じでガラス繊維を加えることで異なる材料とした）場合について説明したが、これに限らず、第１成形体と第２成形体とは、同じ材料で構成されたものでもよい。また、樹脂母材そのものを第１成形体３６と第２成形体４０とで異ならせても良く、さらには、一方を金属材料として強度を高め、他方を樹脂材料として潤滑性を得るようにしても良い。

また、前記実施形態及び前記各種変形例では、モータ装置としてブラシレスモータに適用したが、これに限定されず、ブラシモータであっても良い。
その他、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲が前記実施形態及び前記各種変形例に限定されない

１０・・・ワイパモータ（モータ装置）、１２・・・モータ、２８・・・ウォーム、２９・・・歯部、３０・・・ウォームホイール、３２・・・ウォームホイール本体、３３・・・歯部、３４・・・先端凹部、３５・・・歯底部、３６・・・第１成形体、３６Ｂ・・・環状凸部（嵌合部）、３６Ｅ・・・ボス部（嵌合部）、３６Ｆ・・・突出部（嵌合部）、３７・・・第１半割歯部、３８・・・凹部、４０・・・第２成形体、４１・・・第２半割歯部、４２・・・凸部、４４・・・出力軸（回転軸）、４４Ａ・・・セレーション部（固定部）

Claims (9)

1. 外周部に第１半割歯部を有する第１成形体と、外周部に第２半割歯部を有する第２成形体とが軸方向に結合されて構成され、前記第１半割歯部と前記第２半割歯部とからなる歯部が外周部に設けられ、前記歯部間の歯底部が前記軸方向の中央側へ向かうほど軸心側へ向かうように円弧状に凹んだウォームホイール本体と、
   前記第１成形体の軸心部に一体成形品として固定された回転軸と、
   を備えたウォームホイール。
2. 前記歯部の先端部には、前記歯底部と同心状の円弧状に凹んだ先端凹部が形成されている請求項１に記載のウォームホイール。
3. 前記第２成形体は、環状に形成されており、前記第１成形体は、前記第２成形体の内側に嵌合した嵌合部を有する請求項１又は請求項２に記載のウォームホイール。
4. 前記嵌合部の外周面に形成された凸部又は凹部と、前記第２成形体の内周面に形成された凹部又は凸部とが互いに嵌合している請求項３に記載のウォームホイール。
5. 前記第１成形体と前記第２成形体とは、互いに異なる材料で構成されている請求項１〜請求項４の何れか１項に記載のウォームホイール。
6. 前記回転軸は、凹凸が周方向に並んで外周面に形成された固定部を有し、当該固定部が前記第１成形体の前記軸心部に埋め込まれている請求項１〜請求項５の何れか１項に記載のウォームホイール。
7. 前記第１成形体と前記第２成形体とは、前記第１半割歯部と前記第２半割歯部とが前記ウォームホイール本体の周方向にずれた状態で結合されている請求項１〜請求項６の何れか１項に記載のウォームホイール。
8. 請求項７に記載のウォームホイールの製造方法であって、
   ウォームが固定された治具に前記第１成形体及び前記第２成形体を装着し、前記第１半割歯部及び前記第２半割歯部を前記ウォームの歯部と噛合させる装着工程と、
   前記第１半割歯部と前記第２半割歯部とを前記周方向にずらして前記ウォームの歯部に密着させた状態で前記第１成形体と前記第２成形体とを結合する結合工程と、
   を有するウォームホイールの製造方法。
9. モータと、
   前記モータによって回転されるウォームと、
   前記ウォームに噛合された請求項１〜請求項７の何れか１項に記載のウォームホイールと、
   を備えたモータ装置。