JPH05240311A - 車両用パワーユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 新しい歯形理論による歯車を用いて、電動リ
クライニング装置等に用いられるパワーユニットの小型
コンパクト化及び重量軽減を図る。 【構成】 電動モーター７を減速機ケースに連結して電
動モーター７の出力軸８と連動する歯車５に出力歯車４
を設けたパワーユニット１において、前記出力歯車４及
びこれと噛合すべき被駆動側の入力歯車１３とをロジッ
クス平歯車で構成するとともに、該入力歯車１３と出力
歯車４の軸間距離の精確な位置決めのために、減速機ケ
ースに入力歯車１３の軸２１を嵌合する透孔２を設け軸
間距離補正ブラケット３として構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は車両用パワーユニット
に関し、特にリクライニング装置、シートスライド装
置、シートリフター装置、パワーウインドー装置、パワ
ー式のチルト及びテレスコピックステアリングコラム又
はワイパー装置等の駆動源として用いられるものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、車両に搭載されるリクライニン
グ装置、シートスライド装置、パワーウインドー装置の
駆動源としては手動の他に電動モーターが用いられ、し
かも、それと減速機を共に組み込んだモーターユニット
として製造され、そのモーターユニットをリクライニン
グ装置等の組み立て現場において組み付けることとして
いる。

【０００３】この場合、電動モーターの出力は歯車を介
して伝達されるが、その歯車はインボリュート歯形で形
成されている。インボリュート歯形の長所としては、組
付け時の中心距離に誤差があっても、正しく回転ができ
ること、工具の製作が容易であること、歯形の精度測定
が容易であること等が挙げられる。また、短所として
は、凸面どうしの噛合であるために面圧強度が低いこ
と、ピッチ点以外では滑り接触となるため、摩耗に対し
ては弱い歯形であるといわれている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、インボ
リュート歯形の欠点は負荷の限界以上の負荷を要求され
るときに、それに応えることができないために、小型コ
ンパクトな構成が達成できず、一般的に大型化する。す
なわち、インボリュート歯形は、これが成り立つ歯数が
限られており、モジュール１.５だと歯数が７枚程度が
限界となる。したがって減速比を余り大きくできず、そ
のために車両用パワーユニットとして用いる場合、減速
機構が大きくなり、したがって容積や重量ともに大型化
せざるを得ない面がある。

【０００５】そこで、この発明は車両用パワーユニット
の小型コンパクト化を図るべく、インボリュート歯形以
外の歯形による歯車を用いて構成することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明にかかる車両用
パワーユニットは、電動モーターを減速機ケースに連結
して電動モーターの出力軸と連動する回転車に出力歯車
を設け、該出力歯車を被駆動側の入力歯車と噛合させる
車両用パワーユニットにおいて、前記出力歯車及び入力
歯車をロジックス平歯車で構成したことを特徴とする車
両用パワーユニット。

【０００７】また、電動モーターを減速機ケースに連結
して電動モーターの出力軸と連動する回転車に出力歯車
を設け、該出力歯車を被駆動側の入力歯車と噛合させる
車両用パワーユニットにおいて、前記出力歯車及び入力
歯車をロジックス平歯車で構成するとともに、該入力歯
車と出力歯車の軸間距離の精確な位置決めのために、減
速機ケースに入力歯車の軸を嵌合する透孔を設け軸間距
離補正ブラケットとしたことを特徴とする。

【０００８】さらに、電動モーターを減速機ケースに連
結して電動モーターの出力軸と連動する回転車に設けた
出力歯車が被駆動側の入力歯車と噛合する車両用パワー
ユニットにおいて、前記出力歯車及び入力歯車をロジッ
クス平歯車で軸間距離を精確に定めて噛合するように被
駆動側に軸支し、かつ、該出力歯車と係合する係合部材
を前記電動モーターの出力軸と連動する回転車に設けた
ことを特徴とする。

【０００９】

【作用】ロジックス平歯車を出力歯車及び入力歯車に採
用すると、電動モーターの小型化ができる。

【００１０】

【実施例】以下にこの発明を車両用リクライニング装置
に適用した実施例を説明する。図１及び図２に示したよ
うに、この発明にかかるパワーユニット１は、透孔２を
設けた減速機ケースである軸間距離補正ブラケット３
に、出力歯車４を有する回転軸である減速歯車５と、そ
の減速歯車５に噛合するウォーム軸６が電動モーター７
の出力軸８と継手９，１０を介して回転可能に連結して
収納されている。電動モーター７は軸間距離補正ブラケ
ット３に連結固定されている。軸間距離補正ブラケット
３はアルミダイカスト、樹脂等からなり、ボルトを挿通
するための透孔１１，１２を有している。

【００１１】そこで、パワーユニット１と従来のパワー
ユニット１ａとの形状を比較すると、図３に示したよう
に、電動モーター７の軸方向長さは電動モーター７ａの
約半分に短縮されるとともに（ａ）、断面形状が一回り
小さくなり（ｂ）、軸間距離補正ブラケット３は減速機
ケース３ａと形状が異なるとともに、肉厚が薄く（ｃ）
なっている。このようなパワーユニット１の小型化がで
きる要因は、前記出力歯車４及びこれに噛合すべき被駆
動側の入力歯車１３が新しい歯車理論から構成されたも
のであって、所謂インボリュート歯形でないことに基づ
く。

【００１２】すなわち、前記出力歯車４は、新しい歯形
理論から生まれた高耐久歯車である、所謂ロジックス平
歯車であって、図４に示したように、出力歯車４Ａは全
部で例えば６枚の歯部４ａを有し、また、これと噛合す
る被駆動側の入力歯車１３Ａは全部で例えば５０枚の歯
部１３ａを有して構成されている。この所謂ロジックス
平歯車は、歯形曲線の曲率が歯タケ方向に周期的に増減
する連続且つ微分可能な函数であることを特徴とする歯
車であり、特公平２−１５７４３号公報に掲載された公
知の歯車である。

【００１３】そこで、この所謂ロジックス平歯車の概要
を、小守勉氏の論文(１９９０年発行の機械設計誌)から
引用すれば、図５に示したように、基準ラック歯形は、
ピッチ線Ｐ.Ｌとの交点に対して点対称になるよう配置
される。点対称とすることにより、歯元部は凹面に、歯
末部は凸面になる。この基準ラック歯形は、連続して微
小区間に区切られたインボリュート曲線から構成され、
実線で示したｍｎ間が区切られた数番目（ｉ番目）のイ
ンボリュート曲線の詳細を示している。ｍｓ間は、Ｏgt
を中心とする半径Ｇtの基礎円からできるインボリュー
ト曲線で、ｓｎ間は、Ｏg'tを中心とする半径Ｇ1の基礎
円からできるインボリュート曲線である。歯形上のｍｎ
点における曲率中心は、ピッチ線上に位置するようにな
っている。ｍｎ間の長さは、圧力角のパラメータである
角度デルタの大きさによって調整される。

【００１４】図６は、微小区間に区切られたインボリュ
ート曲線が、接続されていく過程を示す図である。破曲
線部は前述のｍｎにつながるインボリュート曲線であ
る。この前後の破曲線が、ｍ点若しくはｎ点に接続する
条件は、ｍ点或いはｎ点で曲率半径が等しく、その中心
がピッチ線上にあることである。また、基礎円半径Ｇｔ
の大きさは圧力角の関数とし、ＧtからＧt+2に変わる。
図のｎ’点でも曲率中心がピッチ線上にあり、以後この
パターンを繰り返し、ラック歯形を形成していく。

【００１５】図７は前述の原理にしたがって描いた基準
ラック歯形である。斜線は小区間に区切られたインボリ
ュート曲線の接合点の曲率半径を示している。図からも
判るように、歯形の曲率中心がピッチ線上に多数存在し
ている。このラック歯形をラック工具（ホブ歯形）に置
き換えて考えてみると、このラック工具により歯切りさ
れた歯車は、ピッチ円上に歯形の曲率中心が多数存在す
ることになる。したがって、一対の歯車の噛合において
は、全接続点で相対曲率が０であり、凹面と凸面とのか
みあいとなる。

【００１６】次に前記パワーユニット１をリクライニン
グ装置に適用した例を説明する。図８及び図９に示した
ように、車両の座席装置のシートクッションに固定され
るベースプレート２０に、軸２１を介してアームプレー
ト２２が回動可能に支持され、そのアームプレート２２
はシートバックに固定される。アームプレート２２の前
後動は、軸２１を回転駆動する前記パワーユニット１に
てベースプレート２０とアームプレート２２間に介在す
る所謂タウメル機構を駆動することにより行われる。パ
ワーユニット１をアームプレート２２に取り付けるに
は、軸間距離補正ブラケット３の透孔２を軸２１に嵌合
すると、出力歯車４と入力歯車１３との軸間距離が精度
高く保持されて噛合する状態となるから、その位置で他
の透孔１１，１２にボルトを挿通して固定すればよい。

【００１７】タウメル機構は、図１０に示したように、
ベースプレート２０にプレート２３をピン２５にて連結
し、そのプレート２３には表裏面に外歯車２６を一体的
に形成し、この外歯車２６の中心部に軸孔２３ａを穿設
し、この軸孔２３ａには偏心軸２８の径大部を挿入し、
外歯車２６と１歯多く形成されて噛合する内歯車２９を
形成したディスクプレート３０で外歯車２６を挟持し、
偏心軸２８の端部をディスクプレート３０の軸孔３１に
挿入して回転自在に支持するとともに、ディスクプレー
ト３０にはシートバックに連結されるアームプレート部
２２を一体的に形成し、プレート２３をディスクプレー
ト３０と挟持するようにプレート２４をディスクプレー
ト３０に複数本のピン３２で連結する一方、偏心軸２８
の端部の軸２１に入力歯車１３を軸着してなる。この入
力歯車１３にはパワーユニット１の出力歯車４が噛合す
る。

【００１８】なお、図８及び図９にそれぞれ仮想線で従
来のパワーユニット１ａを示したように、同じリクライ
ニング装置に必要な電動モーター７ａは小型で済み、減
速機ケース３ａの形状も小さくなっている。

【００１９】図１１は他の適用例を示すもので、この例
では、所謂ロジックス平歯車が、前記出力歯車４と入力
歯車１３との軸間距離を精度高く配置しなければ効果的
でないことを考慮して、出力歯車４をあらかじめアーム
プレート２２に固定して入力歯車１３と軸間距離を精度
高く保持して軸支させてあり、かつ、その出力歯車４の
軸３３の外周面にセレーション部３４を刻設してある。
そして、パワーユニット１には、その軸３３を嵌合して
セレーション部３４と係合するセレーション部３５を内
周面に刻設した出力車３６を前記出力歯車４に代えて設
ける。したがって、パワーユニット１を組み付けるとき
は、出力車３６を軸３３に嵌合してセレーション部３
４，３５を互いに係合させるとともに、前記軸間距離補
正ブラケット３の透孔２を軸２１に嵌合することによっ
て、パワーユニット１そのものを取付調整することな
く、簡便迅速に組付作業をすることができる。なお、セ
レーション部３４，３５はそれに限ることなく、四角又
は小判型等の適宜の異形断面で係合するものとしてもよ
い。

【００２０】次に上記実施例の作用について説明する
と、電動モーター７が駆動されると出力軸８が回転して
ウォーム軸６、減速歯車５及び出力歯車４が回転するこ
とにより、入力歯車１３が回転して偏心軸２８が回転す
る。偏心軸２８が回転することにより、内歯車２９を回
転させる。外歯車２６と内歯車２９との歯数差は１であ
って、内歯車２９は外歯車２６を回転しながら揺動し、
それによってアームプレート２２を傾斜させるから、所
望の部位で電動モーター７の駆動を停止させると、シー
トバックの適当な傾斜角度を調整することができる。

【００２１】なお、この発明はリクライニング装置に限
定されることなく、シートスライド装置、パワーウイン
ドー装置、シートリフター装置、パワー式チルト及びテ
レスコピックステアリングコラム又はワイパー等のパワ
ーユニットとしても使用できることはいうまでもない。

【００２２】

【発明の効果】以上に説明したこの発明によれば、所謂
ロジックス平歯車を採用したパワーユニットを構成して
これを車両用のパワーシートリクライニング装置、パワ
ーシートスライド装置等に用いれば、所謂ロジックス平
歯車はインボリュート平歯車に比べ強度が約２倍である
ため、インボリュート平歯車と同一条件で使用する場
合、歯幅（板厚）を約４０パーセント薄くできる。

【００２３】また、インボリュート平歯車と同一条件で
使用する場合、同じ歯幅（板厚）だと熱処理が廃止でき
るために、コスト低減ができる。さらに、インボリュー
ト平歯車と同一条件で使用する場合、モジュールを小さ
くでき、歯車の小型軽量化及びコスト低減ができる。

【００２４】そして、所謂ロジックス平歯車はインボリ
ュート平歯車に比べ、ピニオンの歯数減が可能であるか
ら、減速比を大きくでき、原動機の小型軽量化及びコス
ト低減ができる。また、原動機が小さくなると、減速機
の伝達トルクも小さくなり、強度的に減速機内部の歯車
のモジュールを小さくできるために、減速機の小型軽量
化が可能となる。

【００２５】さらに、軸間距離補正ブラケットを設け、
又は、予め所謂ロジックス平歯車どうしを軸間距離を精
度高く保持して噛合させておいてこれにパワーユニット
を組み付けるようにしたから、軸間精度を高く必要とす
るロジックス平歯車の採用がきわめて容易となる。

【００２６】そして、軸間距離補正ブラケットを設ける
ことにより、パワーユニットとリクライニングデバイス
等とを精度高く、簡便迅速かつ容易に組み付けることが
でき、バックラッシの調整の必要がなく、また騒音も低
減する効果を伴う。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明にかかるパワーユニットの一部断面平
面図。

【図２】図１の側面図。

【図３】この発明にかかるパワーユニットと従来例の比
較説明図で（ａ）は平面図、（ｂ），（ｃ）は側面図。

【図４】この発明に用いる歯形を示す歯形図。

【図５】ロジックス歯形理論の説明図。

【図６】ロジックス歯形理論の説明図。

【図７】ロジックス歯形理論の説明図。

【図８】この発明を適用したリクライニング装置の要部
正面図。

【図９】図８の側面図。

【図１０】タウメル機構の分解斜視図。

【図１１】この発明の他の例を示す正面図（ａ）及びＡ
−Ａ断面図（ｂ）

【符号の説明】

１…パワーユニット、２…透孔、３…軸間距離補正ブラ
ケット、４…出力歯車、５…歯車、６…ウォーム軸、７
…電動モーター、８…出力軸、９，１０…継手、１３…
入力歯車

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電動モーターを減速機ケースに連結して
   電動モーターの出力軸と連動する回転車に出力歯車を設
   け、該出力歯車を被駆動側の入力歯車と噛合させる車両
   用パワーユニットにおいて、前記出力歯車及び入力歯車
   をロジックス平歯車で構成したことを特徴とする車両用
   パワーユニット。
2. 【請求項２】 電動モーターを減速機ケースに連結して
   電動モーターの出力軸と連動する回転車に出力歯車を設
   け、該出力歯車を被駆動側の入力歯車と噛合させる車両
   用パワーユニットにおいて、前記出力歯車及び入力歯車
   をロジックス平歯車で構成するとともに、該入力歯車と
   出力歯車の軸間距離の精確な位置決めのために、減速機
   ケースに入力歯車の軸を嵌合する透孔を設け軸間距離補
   正ブラケットとしたことを特徴とする車両用パワーユニ
   ット。
3. 【請求項３】 電動モーターを減速機ケースに連結して
   電動モーターの出力軸と連動する回転車に設けた出力歯
   車が被駆動側の入力歯車と噛合する車両用パワーユニッ
   トにおいて、前記出力歯車及び入力歯車をロジックス平
   歯車で軸間距離を精確に定めて噛合するように被駆動側
   に軸支し、かつ、該出力歯車と係合する係合部材を前記
   電動モーターの出力軸と連動する回転車に設けたことを
   特徴とする車両用パワーユニット。