JP3984438B2

JP3984438B2 - ギヤ歯車

Info

Publication number: JP3984438B2
Application number: JP2001178159A
Authority: JP
Inventors: 信之松本; 善憲渡部; 進伊藤
Original assignee: Asmo Co Ltd
Current assignee: Asmo Co Ltd
Priority date: 2001-06-13
Filing date: 2001-06-13
Publication date: 2007-10-03
Anticipated expiration: 2021-06-13
Also published as: JP2002372128A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転軸とホイールギヤとを備えたギヤ歯車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用ワイパ装置の駆動源（ワイパモータ）には、ウォーム減速機構が適用されており、このウォーム減速機構には、例えば図４に示す如きギヤ歯車６０（ウォーム歯車）が用いられる。
【０００３】
ギヤ歯車６０は、金属製の回転軸６２を備えており、回転軸６２の一端部にはギヤ固定部６４が設けられている。ギヤ固定部６４は突条部６６を有しており、突条部６６の外周には回転軸６２の軸方向に沿った複数の突条６８が形成されると共に、突条部６６は回転軸６２の本体部分よりも小径にされている。さらに、ギヤ固定部６４は段付き部７０を有しており、段付き部７０は回転軸６２の一端縁に配置されている。段付き部７０は突条部６６よりも小径にされており、これにより、回転軸６２の一端面が段付き形状にされている。
【０００４】
回転軸６２の一端部には、樹脂材によるホイールギヤ７２が一体に成形結合されている。ホイールギヤ７２は円盤状のホイール部７４及びホイール部７４中心から回転軸６２軸方向へ延出するボス部７６を有しており、ホイール部７４及びボス部７６において回転軸６２の一端部が結合されている。
【０００５】
ここで、ホイールギヤ７２のホイール部７４外周に回転力が付与されて発生する回転トルクを回転軸６２がギヤ固定部６４で受けることで、この回転トルクが回転軸６２に伝達されて回転軸６２がホイールギヤ７２と一体に回転される構成である。
【０００６】
しかしながら、このようなギヤ歯車６０では、回転軸６２とホイールギヤ７２との間の回転トルクが大きい場合には、例えば回転軸６２のギヤ固定部６４を径大にして回転軸６２のホイールギヤ７２との接触表面積を拡大することで、回転軸６２とホイールギヤ７２との結合力を大きくして、両者間の回転トルク強度を大きくする必要がある。
【０００７】
ところが、ホイールギヤ７２のボス部７６の径（図４の寸法Ｗ）は、現状の製品（組付相手を含む）やその金型構造との関係で変更できない（仮に変更すれば大幅なコストアップになる）。このため、仮にギヤ固定部６４を径大にすると、ボス部７６の厚み（図４の寸法Ｌ）を充分に確保できず、これにより、ボス部７６に作用する回転トルクや温度変化等によってボス部７６に割れが生じる可能性がある。
【０００８】
また、特に、ホイールギヤ７２のホイール部７４とボス部７６との境界部分（図４の部位Ａ）、回転軸６２の本体部分と突条部６６との段差部分へのホイール部７４の結合部分（図４の部位Ｂ）及び回転軸６２一端面の段付き部分へのボス部７６の結合部分（図４の部位Ｃ）は、上記回転トルク伝達時に力が集中し易い部分であり、このため、これらの部分に割れが発生することを防止できることが望まれている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事実を考慮し、ホイールギヤのボス部の径を変更することなくボス部の厚みを充分に確保しつつホイールギヤと回転軸との間の回転トルク強度を大きくできるギヤ歯車を得ることが目的である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のギヤ歯車は、軸状とされた回転軸と、前記回転軸の一端部に前記回転軸とは異種の材料でモールド成形され、盤状とされたホイール部及び前記ホイール部に比し径小にされて前記ホイール部から前記回転軸軸方向へ延出するボス部を有して前記ホイール部及びボス部において前記回転軸の一端部と結合するホイールギヤと、を備えたギヤ歯車であって、前記回転軸は、前記ホイールギヤとの結合部分に前記ホイールギヤの相対回転を係止する係止部が設けられると共に、前記ホイール部との結合部分を径大にすることにより前記回転軸の前記ホイールギヤとの接触面積を大きくするよう形成されると共に前記ボス部と結合されない径大部と、前記ボス部との結合部分を径小にして形成された径小部と、前記径大部と前記径小部との間を円柱状にして形成された円柱部と、を有し、前記係止部は、前記径大部に設けられた第１係止部と、前記径小部に設けられた第２係止部と、を有する、ことを特徴としている。
【００１１】
請求項１に記載のギヤ歯車では、回転軸の一端部にホイールギヤが回転軸とは異種の材料でモールド成形されており、ホイールギヤはホイール部及びボス部を有して両部において回転軸の一端部に結合されている。
【００１２】
また、ホイールギヤとの結合部分に設けられた回転軸の係止部によって、回転軸とホイールギヤとの相対回転が係止される。
【００１３】
ここで、回転軸のホイール部との結合部分が径大部とされて、回転軸のホイールギヤとの接触表面積が大きくされている。このため、回転軸とホイールギヤとの結合力が大きくなって、両者間の回転トルク強度を大きくできる。
【００１４】
しかも、回転軸のボス部との結合部分が径小部とされているため、ボス部の径を変更することなくボス部の厚みを充分に確保できる。このため、例えばボス部に作用する回転トルクや温度変化等によってボス部に割れが生じることを防止できる。
【００１５】
さらに、回転軸の一端部は径大部及び径小部が形成されて段差形状とされるのみならず、径大部と径小部との間には円柱部が形成されている。このため、例えば回転軸とホイールギヤとの間の回転トルク伝達時に、ホイールギヤへ作用する力をバランスよく分散することができ、これにより、ホイールギヤの破損（特にホイール部とボス部との境界部分の割れ）を防止することができる。
【００１７】
また、回転軸の係止部が径大部の第１係止部と径小部の第２係止部とを有しているため、回転軸とホイールギヤとの相対回転を良好に係止できる。
【００１８】
請求項２に記載のギヤ歯車は、請求項１に記載のギヤ歯車において、前記係止部に突出して設けられ、前記ホイールギヤの抜け止め用の突起部を有することを特徴としている。
【００１９】
請求項２に記載のギヤ歯車では、回転軸の係止部に突起部を突出させて設けたため、回転軸からのホイールギヤの抜け止めを良好に行うことができる。
【００２０】
請求項３に記載のギヤ歯車は、請求項１または請求項２に記載のギヤ歯車において、前記回転軸の本体部分と前記径大部との径を略同一にしたことを特徴としている。
【００２１】
請求項３に記載のギヤ歯車では、回転軸の本体部分と径大部との径を略同一にしたため、径大部が回転軸の本体部分に隣設された場合でも回転軸の本体部分と径大部との間に段差がなく、これにより、ホイールギヤの破損（回転軸の本体部分と径大部との境界部分へのホイール部の結合部分の割れ）を一層防止することができる。
【００２２】
請求項４に記載のギヤ歯車は、請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載のギヤ歯車において、前記回転軸の一端面を平面状にしたことを特徴としている。
【００２３】
請求項４に記載のギヤ歯車では、回転軸の一端面を平面状にしたため、回転軸の一端面にホイールギヤが結合する場合でも、ホイールギヤの破損（回転軸一端面へのホイールギヤの結合部分の割れ）を一層防止することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１には、本発明の実施の形態に係るギヤ歯車１０（ウォーム歯車）が一部破断した側面図にて示されている。
【００２５】
ギヤ歯車１０は、金属製かつ略円柱軸状の回転軸１２を備えている。回転軸１２の先端部にはテーパー平目ローレット部１４及びネジ部１６が形成される一方、回転軸１２の基端部（一端部）にはギヤ固定部１８が設けられている。
【００２６】
ギヤ固定部１８には、径大とされた径大部２０が設けられており、径大部２０は、回転軸１２の本体部分に隣設されると共に、回転軸１２の本体部分と径が略同一にされている。径大部２０の外周には、係止部を構成する第１係止部２２が複数設けられており、各第１係止部２２は四角柱状とされて回転軸１２の軸方向に平行とされている。
【００２７】
図２にも示す如く、各第１係止部２２の回転軸１２基端側端部には突起部としての第１突起部２４が設けられており、第１突起部２４は第１係止部２２から回転軸１２径方向外側及び回転軸１２周方向両側へ突出している。
【００２８】
ギヤ固定部１８には径小部２６が設けられており、径小部２６は径大部２０に比し径小とされている。径小部２６は回転軸１２の基端面（一端面）を構成しており、径小部２６の一端面（回転軸１２の基端面）は平面状にされている。径小部２６の外周には、係止部を構成する第２係止部２８が複数設けられており、各第２係止部２８は四角柱状とされて回転軸１２の軸方向に平行とされている。
【００２９】
図２にも示す如く、各第２係止部２８の回転軸１２基端側端部には突起部としての第２突起部３０が設けられており、第２突起部３０は第２係止部２８から回転軸１２径方向外側及び回転軸１２周方向両側へ突出している。
【００３０】
なお、第１突起部２４と第２突起部３０とは何れか一方だけ設けてもよい。
【００３１】
ギヤ固定部１８には、径大部２０と径小部２６との間において円柱状とされた円柱部３２が設けられており、円柱部３２は径小部２６と径が略同一にされている。
【００３２】
回転軸１２の基端部（ギヤ固定部１８を含む）には、樹脂材によるホイールギヤ３４が一体にモールド成形されている。ホイールギヤ３４は円盤状のホイール部３６を有しており、ホイール部３６は中心において主に回転軸１２の径大部２０及び円柱部３２と結合する（円柱部３２とは結合しなくてもよい）と共に、ホイール部３６の周縁にはギヤ歯３４Ａが形成されている。さらに、ホイールギヤ３４はボス部３８を有しており、ボス部３８は、ホイール部３６の中心から回転軸１２軸方向基端側へ延出して、回転軸１２の径小部２６（径小部２６一端面を含む）と結合した（円柱部３２とも結合してもよい）構成である。
【００３３】
以上の構成のギヤ歯車１０は、ワイパ装置の駆動源（図３に示すワイパモータ４０）に適用されるウォーム減速機構に用いられる。
【００３４】
ワイパモータ４０は、モータ部４０Ａ及びギヤ部４０Ｂが一体に設けられた構成とされている。モータ部４０Ａには図示を省略したアーマチャが収容されると共に、先端にはウォームギヤ４２が設けられており、このウォームギヤ４２は、ギヤ部４０Ｂのハウジング４４内に入り込んでいる。
【００３５】
ワイパモータ４０のギヤ部４０Ｂには、ギヤ歯車１０が配置されている。ギヤ部４０Ｂのハウジング４４内にはギヤ歯車１０のホイールギヤ３４が収容されており、ホイールギヤ３４のギヤ歯３４Ａは上記ウォームギヤ４２に噛み合っている。ギヤ歯車１０の回転軸１２はハウジング４４から外部に突出しており、回転軸１２先端部のテーパー平目ローレット部１４及びネジ部１６には、図示しないワイパ装置駆動用のクランクアームが連結固定されている。
【００３６】
ここで、モータ部４０Ａが駆動された際にホイールギヤ３４のホイール部３６周縁に回転力が付与されて発生する回転トルクを回転軸１２がギヤ固定部１８で受けることで、この回転トルクが回転軸１２に伝達されて回転軸１２がホイールギヤ３４と一体に回転される構成である。
【００３７】
次に、本実施の形態の作用を説明する
以上の構成のギヤ歯車１０では、回転軸１２の基端部にホイールギヤ３４がモールド成形されており、ホイールギヤ３４はホイール部３６及びボス部３８を有してホイール部３６及びボス部３８において回転軸１２の基端部に結合されている。
【００３８】
ここで、回転軸１２の係止部が径大部２０の第１係止部２２と径小部２６の第２係止部２８とを有しているため、回転軸１２とホイールギヤ３４との相対回転を良好に係止できる。
【００３９】
さらに、径大部２０の第１係止部２２に第１突起部２４を突出させて設けると共に径小部２６の第２係止部２８に第２突起部３０を突出させて設けたため、回転軸１２からのホイールギヤ３４の抜け止めを良好に行うことができる。
【００４０】
またここで、回転軸１２のホイール部３６との結合部分が径大部２０とされて、回転軸１２のホイールギヤ３４との接触表面積が大きくされている。このため、回転軸１２とホイールギヤ３４との結合力が大きくなって、両者間の回転トルク強度を大きくできる。
【００４１】
しかも、回転軸１２のボス部３８との結合部分が径小部２６とされているため、ボス部３８の径（図１の寸法Ｗ）を変更することなくボス部３８の厚み（図１の寸法Ｌ）を充分に確保できる。このため、ボス部３８に作用する回転トルクや温度変化等によってボス部３８に割れが生じることを防止できる。
【００４２】
さらに、回転軸１２の一端部は径大部２０及び径小部２６が形成されて段差形状とされるのみならず、径大部２０と径小部２６との間には円柱部３２が形成されている。このため、回転軸１２とホイールギヤ３４との間の回転トルク伝達時に、ホイールギヤ３４へ作用する力をバランスよく分散することができ、これにより、ホイールギヤ３４の破損（特にホイール部３６とボス部３８との境界部分（図１の部位Ａ）の割れ）を防止することができる。
【００４３】
さらに、隣設された回転軸１２の本体部分と径大部２０との径を略同一にしたため、回転軸１２の本体部分と径大部２０との間に段差がなく、これにより、ホイールギヤ３４の破損（回転軸１２の本体部分と径大部２０との境界部分へのホイール部３６の結合部分（図１の部位Ｂ）の割れ）を一層防止することができる。
【００４４】
また、回転軸１２の基端面を平面状にしたため、ホイールギヤ３４の破損（回転軸１２基端面へのホイールギヤ３４の結合部分（図１の部位Ｃ）の割れ）を一層防止することができる。
【００４５】
ところで、以上の構成のギヤ歯車１０における回転軸１２のギヤ固定部１８は、塑性加工工法により製造される。すなわち、ギヤ固定部１８の径大部２０、径小部２６及び円柱部３２は回転軸１２の材料の絞り込みにより形成され、この絞り込みの際には、円柱部３２は回転軸１２径方向へ膨らむ材料をガイドして回転軸１２軸方向への材料流れを良くするために必要な形状部分である。また、径大部２０の第１突起部２４または径小部２６の第２突起部３０は、径大部２０または径小部２６の塑性加工時のしごきによって形成される。したがって、回転軸１２のギヤ固定部１８を合理的に製造することができる。
【００４６】
なお、本実施の形態では、ギヤ歯車１０をワイパ装置の駆動源（ワイパモータ４０）に適用されるウォーム減速機構に用いた構成としたが、ギヤ歯車１０をウィンドゥ装置の駆動源（ウィンドゥモータ）等に適用されるウォーム減速機構に用いた構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るギヤ歯車を示す一部破断した側面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るギヤ歯車のギヤ固定部を詳細に示す側面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るギヤ歯車が用いられたワイパモータを示す一部破断した概略的な斜視図である。
【図４】従来のギヤ歯車を示す一部破断した側面図である。
【符号の説明】
１０ギヤ歯車
１２回転軸
２０径大部
２２第１係止部（係止部）
２４第１突起部（突起部）
２６径小部
２８第２係止部（係止部）
３０第２突起部（突起部）
３２円柱部
３４ホイールギヤ
３６ホイール部
３８ボス部

Claims

軸状とされた回転軸と、
前記回転軸の一端部に前記回転軸とは異種の材料でモールド成形され、盤状とされたホイール部及び前記ホイール部に比し径小にされて前記ホイール部から前記回転軸軸方向へ延出するボス部を有して前記ホイール部及びボス部において前記回転軸の一端部と結合するホイールギヤと、
を備えたギヤ歯車であって、
前記回転軸は、
前記ホイールギヤとの結合部分に前記ホイールギヤの相対回転を係止する係止部が設けられると共に、
前記ホイール部との結合部分を径大にすることにより前記回転軸の前記ホイールギヤとの接触面積を大きくするよう形成されると共に前記ボス部と結合されない径大部と、前記ボス部との結合部分を径小にして形成された径小部と、前記径大部と前記径小部との間を円柱状にして形成された円柱部と、を有し、
前記係止部は、前記径大部に設けられた第１係止部と、前記径小部に設けられた第２係止部と、を有する、
ことを特徴とするギヤ歯車。
前記係止部に突出して設けられ、前記ホイールギヤの抜け止め用の突起部を有することを特徴とする請求項１記載のギヤ歯車。
前記回転軸の本体部分と前記径大部との径を略同一にしたことを特徴とする請求項１または請求項２記載のギヤ歯車。
前記回転軸の一端面を平面状にしたことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項記載のギヤ歯車。