JPH0718054U - ロジックスギヤを用いた車両用パワーユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロジックスギヤを用いた車両用パワーユニッ
トの出力歯車と入力歯車間の軸間距離を精確に定めて組
み付ける手段を提供する。 【構成】 電動モーター１３を減速機ケース１４に連結
して電動モーター１３の出力軸と連動する回転車に出力
歯車１８を設け、該出力歯車１８を被駆動側の入力歯車
１９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１８及び入力歯車１９を円弧歯形系線接触歯車
で構成し、かつ、前記出力歯車１８の軸１７を嵌合する
透孔２０と入力歯車１９の入力軸２１を嵌合する透孔２
２とを穿設した位置決めプレート１２を被駆動側と減速
機ケース１４間に介在させて構成した。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案はロジックスギヤを用いた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、パワーウインドー装置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、 それと減速機構を共に組み込んだ車両用パワーユニットとして製造され、その車 両用パワ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】 この車両用パワーユニットは、電動モーターの出力軸にウオーム軸を軸着し、 このウオーム軸に噛合するウォームホイールと、このウォームホイールに軸着し たシャフトに軸着した減速歯車とを回転可能に収納したアルミダイカスト等の減 速機ケースを電動モーターと一体に連結して構成しており、必要な出力の種類に よって電動モーターの規模が異なるために大小様々の形状がある。

【０００４】 ところで、車両用パワーユニットは出来るだけ小型コンパクトであることが望 ましいが、電動モーターの小型コンパクト化は物理的に限界に達しているといっ ても過言でないから、減速機ケースを出来るだけ小型コンパクト化することが残 された課題である。減速機ケースの小型コンパクト化については、ギヤを従来一 般的なインボリュート歯形のものを用いている限りにおいては、これまた現状に おいては、殆ど物理的に限界に達しているといってよい。

【０００５】 すなわち、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。

【０００６】 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、歯数が７枚程度が限界となる。そのため、ピニオンギヤ の径は一定限度以上に小さくすることができない。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。また、イ ンボリュート歯形の場合、歯形の強度上、歯車の熱処理が必要である。

【０００７】 そこで、現在、インボリュート歯形に代わる円弧歯形系歯車としてロジックス ギヤが提供されている。ロジックスギヤとは円弧歯形系線接触歯車の通称である が、このロジックスギヤを用いて減速機構を形成すれば、ピニオンギヤの最小歯 数が少なくなり、より大きな減速比が得られ、したがって減速機構の小型コンパ クト化が可能となる。また、歯形の強度上、熱処理を廃止できる。このロジック スギヤは、凸面と凹面の線接触で相対曲率が小さく、面圧強度、耐摩耗性に優れ るという特長があるが、高速回転で振動騒音が発生し易いという欠点がある。 なお、ロジックスギヤは、図６に示したように、出力歯車４Ａが全部で例えば 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が全部 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。

【０００８】 また、このロジックスギヤの概要を、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７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り調整される。

【０００９】 図８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 。

【００１０】 図９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。

【００１１】

【考案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場合には、出力歯車と入力歯車の軸間距 離が多少不精確であっても十分に回転できるが、ロジックスギヤは軸間距離を精 確に定めていないとその効果を充分に発揮出来ない欠点がある。

【００１２】 そこで、この考案は、ロジックスギヤの出力歯車と入力歯車の軸間距離を精確 に定める手段を備えた車両用パワーユニットを提供する。

【００１３】

【課題を解決するための手段】

この考案の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 力歯車を円弧歯形系線接触歯車で構成し、かつ、前記出力歯車の軸を嵌合する透 孔と前記入力歯車の入力軸を嵌合する透孔とを穿設した位置決めプレートを減速 機ケースと被駆動側との間に介在させたことを特徴とする。

【００１４】

【作用】

位置決めプレートに予め軸間距離を精確にした透孔が穿設されているから、そ れらの透孔に出力歯車と入力歯車の軸をそれぞれ挿入して減速機ケースを被駆動 側に固定するだけで組付けが簡単となり、かつ、ロジックスギヤの効果を充分に 発揮させる。

【００１５】

【実施例】

以下にこの考案をリクライニング装置に実施した例で説明する。図１に示した ように、被駆動側であるリクライニング装置１に駆動側としての車両用パワーユ ニット２が、リクライニング装置１に設けたブラケット３，４，５と車両用パワ ーユニット２に設けたブラケット６，７，８及びこれらに穿設した透孔３ａ，４ ａ，５ａ，６ａ，７ａ，８ａに挿通するボルト又はねじ９，１０，１１を介し、 かつ、リクライニング装置１と車両用パワーユニット２との間に位置決めプレー ト１２を介在して組み付けられる。

【００１６】 車両用パワーユニット２は電動モーター１３とこれに連結された減速機ケース １４とからなり、減速機ケース１４はウォーム軸を回転自在に収納したケース部 １５とそのウォーム軸と噛合する回転車としてのウォームホイールを収納したケ ース部１６とがアルミダイカスト等にて一体形成されてなる。ケース部１５には ブラケット７が、また、ケース部１６にはブラケット６，８が一体形成されてい る。ケース部１６の中心には、ウォームホイールの軸１７と同軸で出力歯車１８ が外部に露出して構成される。

【００１７】 出力歯車１８は円弧歯形系線接触歯車からなり、これに噛合する入力歯車であ るリクライニング装置１のリクライニングギヤ１９も同じ円弧歯形系線接触歯車 からなる。位置決めプレート１２は、出力歯車１８の軸１７をブッシュ２０ａを 介して挿入する透孔２０とリクライニングギヤ１９の偏心シャフト２１を挿入す る透孔２２を有する板体であって、軸１７，偏心シャフト２１に橋絡する長円形 をしている。

【００１８】 位置決めプレート１２の他の例として、図３に示すように、長円形の両端部に ボス部２４，２５を有する透孔２０，２２を形成したものであって、ボス部２４ ，２５が軸１７，偏心シャフト２１の軸受として作用出来るように構成してもよ い。また、図４に示すように、ボス部２４，２５を有する長円形板２６と、透孔 ２２を中心とする略扇形をしてリクライニングギヤ１９の周縁を覆うフランジ部 ２７を形成したカバー体２８とを一体形成したものとしてもよい。

【００１９】 リクライニング装置１は、図１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３０に、入力軸である偏心シャフト２１を介 してアームプレート３１が回動可能に支持され、そのアームプレート３１はシー トバックに固定される。アームプレート３１の前後動は、偏心シャフト２１を回 転駆動する前記車両用パワーユニット２にてベースプレート３０とアームプレー ト３１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。

【００２０】 タウメル機構は、図５に示したように、ベースプレート３０にプレート３２を ピン３３にて連結し、そのプレート３２には表裏面に外歯車３４を一体的に形成 し、この外歯車３４の中心部に軸孔３５を穿設し、この軸孔３５には偏心シャフ ト２１と一体の偏心軸部３６を挿入し、外歯車３４より１歯多く形成されて噛合 する内歯車３７を形成したディスクプレート３８で外歯車３４を挟持し、偏心シ ャフト２１の端部をディスクプレート３８の軸孔３９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３８にはシートバックに連結されアームプレー ト３１を一体的に形成し、プレート３２をディスクプレート３８と挟持するよう にプレート４０をディスクプレート３８に複数本のピン４１で連結する一方、偏 心シャフト２１の他方の端部にリクライニングギヤ１９を軸着してなる。このリ クライニングギヤ１９には車両用パワーユニット２の出力歯車１８が噛合する。

【００２１】 そこで、車両用パワーユニット２をプレート４０に取り付けるには、位置決め プレート１２の透孔２２を軸２１に嵌合し、透孔２０に出力歯車１８を嵌合する と、出力歯車１８とリクライニングギヤ１９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、その位置でブラケット３，４，５，６，７，８の合致 する透孔３ａ，６ａ、４ａ，７ａ、５ａ，８ａにそれぞれボルト９，１０，１１ を挿通して固定すればよい。

【００２２】

【考案の効果】

以上説明したこの考案によれば、出力歯車とこれに噛合する入力歯車の軸をそ れぞれ嵌合する透孔を穿設した位置決めプレートを被駆動側と車両用パワーユニ ットとの間に介在させたから、軸間距離を精確に定めて組付け容易となるととも に、ロジックスギヤの効果を充分に発揮できる。

【００２３】 位置決めプレートに被駆動側の入力歯車の周縁を覆うカバー体を兼ねるように 形成したので、入力歯車を覆うためのカバーを別途に形成しなくともよく、した がって、部品点数の削減を図ることができる。

【００２４】 さらに、位置決めプレートに穿設した透孔に出力歯車と入力歯車の軸受を兼ね るボスを一体形成したから、ボスを介在させる必要がなくて部品点数の削減がで きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案をリクライニング装置に適用した実施
例の分解斜視図。

【図２】図１の組付け側面図。

【図３】この考案の第２実施例を示す一部断面側面図
（Ａ）及び位置決めプレートの斜視図（Ｂ）。

【図４】この考案の第３実施例を示す一部断面側面図
（Ａ）及び位置決めプレートの斜視図（Ｂ）。

【図５】リクライニング装置の分解斜視図。

【図６】ロジックスギヤの歯形図。

【図７】ロジックス歯形理論の説明図。

【図８】ロジックス歯形理論の説明図。

【図９】ロジックス歯形理論の説明図。

【符号の説明】

１…リクライニング装置（被駆動側） ２…車両用パワーユニット ３，４，５，６，７，８…ブラケット ９，１０，１１…ボルト又はねじ １２…位置決めプレート １３…電動モーター １４…減速機ケース １７…軸 １８…出力歯車 １９…リクライニングギヤ（入力歯車） ２０，２２…透孔 ２１…偏心シャフト ２４，２５…ボス部 ２７…フランジ部

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
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
   を円弧歯形系線接触歯車で構成し、かつ、前記出力歯車
   の軸を嵌合する透孔と前記入力歯車の入力軸を嵌合する
   透孔とを穿設した位置決めプレートを被駆動側と減速機
   ケース間に介在させ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
   を円弧歯形系線接触歯車で構成し、かつ、前記出力歯車
   の軸を嵌合する透孔と前記入力歯車の入力軸を嵌合する
   透孔とを穿設するとともに、前記入力歯車を覆うフラン
   ジ部を有する位置決めプレートを被駆動側と減速機ケー
   ス間に介在させたことを特徴とする車両用パワーユニッ
   ト。
3. 【請求項３】 透孔が前記軸の軸受を兼ねるボス部を有
   することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用パ
   ワーユニット。