WO2020105300A1

WO2020105300A1 - モータ装置およびその製造方法

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Publication number: WO2020105300A1
Application number: PCT/JP2019/039560
Authority: WO
Inventors: 浩之内村; 恭平石川; 祐太西野; 大喜相京
Original assignee: 株式会社ミツバ
Priority date: 2018-11-21
Filing date: 2019-10-08
Publication date: 2020-05-28
Also published as: JP7065753B2; JP2020088994A; US11441668B2; US20220112937A1; CN112585852A

Abstract

支持軸をケースに対してばらつくことなく精度良く設けることができ、かつ支持軸のケースに対する固定強度を向上させることが可能なモータ装置およびその製造方法を提供する。絞り加工により大径部５１よりも小径となった小径部５２を備え、大径部５１および段差部５３がギヤケース４１に埋設され、小径部５２がギヤケース４１外に露出されている。これにより、小径部５２の外径Ｄ２の寸法精度（寸法公差±α）が高められて、ギヤケース４１を成形する下金型に小径部５２をがたつくことなくセットすることができ、ひいては支持軸５０をギヤケース４１に対してばらつくことなく精度良く設けることが可能となる。また、大径部５１および段差部５３がギヤケース４１に埋設されているので、支持軸５０のギヤケース４１に対する抜け強度を向上させることができる。

Description

モータ装置およびその製造方法

　本発明は、アーマチュア軸の回転を減速して出力す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ウ装置やサンルーフ装置等の駆動源には、小型でありながら大きな出力が得られる減速機構付きのモータ装置が用いられている。このようなモータ装置は、車室内にある操作スイッチ等を操作することで駆動され、これによりウィンドウガラスやサンルーフ等が開閉される。

　パワーウィンドウ装置やサンルーフ装置等の駆動源に用いられる減速機構付きのモータ装置には、例えば、特許文献１に記載された技術が知られている。特許文献１に記載されたギヤードモータ（モータ装置）は、モータ部およびギヤ部を備えている。ギヤ部は、樹脂製のギヤハウジング（ケース）を備えており、当該ギヤハウジングの底部にはボス部が設けられ、当該ボス部には鋼製のセンターシャフト（支持軸）が固定されている。センターシャフトは、高トルクで回転駆動されるウォームホイールを回転自在に支持している。

特開２００２－１０６６４９号公報

　ところで、鋼製の支持軸を樹脂製のケースに固定するには、支持軸を金型にセットし、当該金型の内部に溶融樹脂を供給することでケースを成形する、所謂インサート成形の方法が採用される。この場合、支持軸の外径の寸法精度が低いと、金型に対して支持軸を精度良くセットすることができず、ひいては支持軸が金型内でがたついたり傾斜したりすることが起こり得る。

　すると、ケースに設けられる固定脚、つまりモータ装置を固定対象物に固定するためのボルトが挿通される部分と、支持軸との間の間隔寸法が、製品毎にばらついてしまうと言った問題を生じ得る。このように固定脚と支持軸との間の間隔寸法がばらつくと、駆動対象物（パワーウィンドウ装置の場合にはウィンドウレギュレータ）の動作にもばらつきが生じることになる。

　本発明の目的は、支持軸をケースに対してばらつくことなく精度良く設けることができ、かつ支持軸のケースに対する固定強度を向上させることが可能な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では、アーマチュア軸の回転を減速して出力するモータ装置であって、前記アーマチュア軸により回転されるウォームと、前記ウォームに噛み合わされる歯部を有するウォームホイールと、前記ウォームおよび前記ウォームホイールを収容する樹脂製のケースと、前記ウォームホイールを回転自在に支持する鋼製の支持軸と、前記支持軸の軸方向基端側に設けられる大径部と、前記支持軸の軸方向先端側に設けられ、絞り加工により前記大径部よりも小径となった小径部と、前記支持軸の前記大径部と前記小径部との間に設けられる段差部と、を備え、前記大径部および前記段差部が前記ケースに埋設され、前記小径部が前記ケース外に露出されている。

　本発明の他の態様では、前記支持軸の前記大径部よりも軸方向基端側に、前記支持軸の径方向外側に突出し、かつ前記支持軸の周方向に延び、前記ケースに埋設される鍔部が設けられている。

　本発明の他の態様では、前記支持軸の前記大径部よりも軸方向基端側に、前記支持軸の径方向内側に窪み、かつ前記支持軸の軸方向に延び、前記ケースに埋設される凹溝が設けられている。

　本発明の他の態様では、前記大径部の軸方向寸法が、前記小径部の軸方向寸法よりも短くなっている。

　本発明のモータ装置の製造方法では、アーマチュア軸の回転を減速して出力するモータ装置の製造方法であって、前記モータ装置は、前記アーマチュア軸により回転されるウォームと、前記ウォームに噛み合わされる歯部を有するウォームホイールと、前記ウォームおよび前記ウォームホイールを収容する樹脂製のケースと、前記ウォームホイールを回転自在に支持する鋼製の支持軸と、前記支持軸の軸方向基端側に設けられる大径部と、前記支持軸の軸方向先端側に設けられ、絞り加工により前記大径部よりも小径となった小径部と、前記支持軸の前記大径部と前記小径部との間に設けられる段差部と、を備え、前記大径部および前記段差部が前記ケースに埋設され、前記小径部が前記ケース外に露出されており、前記小径部は、ダイスにセットされた鋼製の丸棒を軸方向から押圧して、前記丸棒の軸方向先端側を前記ダイスに設けられた小径部成形凹部に押し込み、前記大径部よりも外径を小さくする絞り工程を経て形成される。

　本発明によれば、絞り加工により大径部よりも小径となった小径部を備え、大径部および段差部がケースに埋設され、小径部がケース外に露出されている。これにより、小径部の外径の寸法精度が高められて、ケースを成形する金型に小径部をがたつくことなくセットすることができ、ひいては支持軸をケースに対してばらつくことなく精度良く設けることが可能となる。

　また、大径部および段差部がケースに埋設されているので、支持軸のケースに対する抜け強度を向上させることができる。

　したがって、モータ装置の性能が製品毎にばらつくことが抑えられ、駆動対象物を安定して駆動することが可能となる。よって、歩留まりを良くすることができる。

本発明に係るモータ装置を示す平面図である。図１のＡ－Ａ線に沿うギヤケースの断面図である。支持軸を単体で示す平面図である。（ａ），（ｂ）は、支持軸を単体で示す斜視図である。支持軸の製造手順を説明する断面図である。支持軸を製造する製造装置の動作を説明する断面図である。ギヤケースを成形する下金型を説明する断面図である。

　以下、本発明の一実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。

　図１は本発明に係るモータ装置を示す平面図を、図２は図１のＡ－Ａ線に沿うギヤケースの断面図を、図３は支持軸を単体で示す平面図を、図４（ａ），（ｂ）は支持軸を単体で示す斜視図を、図５は支持軸の製造手順を説明する断面図を、図６は支持軸を製造する製造装置の動作を説明する断面図を、図７はギヤケースを成形する下金型を説明する断面図をそれぞれ示している。

　図１に示される減速機構付モータ（モータ装置）１０は、自動車等の車両に搭載されるパワーウィンドウ装置の駆動源に用いられ、ウィンドウガラスを昇降させるウィンドウレギュレータ（図示せず）を駆動するものである。減速機構付モータ１０は、車両のドア内の幅狭のスペースに設置されるため、図２に示されるように扁平形状となっている。減速機構付モータ１０は、モータ部２０とギヤ部４０とを備え、モータ部２０およびギヤ部４０は、互いに複数の締結ねじ１１（図示では２つのみ示す）により一体化（ユニット化）されている。

　図１に示されるように、モータ部２０は、モータケース２１を備えている。モータケース２１は、磁性材料よりなる鋼板を深絞り加工等することで有底筒状に形成されている。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つのみ示す）が設けられている。

　また、これらのマグネット２２の内側には、コイル２３が巻装されたアーマチュア２４が、所定の隙間を介して回転自在に設けられている。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２５が装着され、当該ブラシホルダ２５は、モータケース２１の開口部分を閉塞している。

　アーマチュア２４の回転中心には、アーマチュア軸２６が固定されている。アーマチュア軸２６のアーマチュア２４に近接する部分には、コンミテータ２７が設けられ、当該コンミテータ２７には、アーマチュア２４に巻装されたコイル２３の端部が電気的に接続されている。

　コンミテータ２７の外周部には、ブラシホルダ２５に保持された一対のブラシ２８（図示では一方のみ示す）が摺接するようになっている。これらのブラシ２８は、コンミテータ２７の周囲に９０度間隔で配置され、ばね部材２９によってそれぞれコンミテータ２７に対して所定圧で弾性接触されている。これにより、車載コントローラ（図示せず）から、一対のブラシ２８に駆動電流が供給されて、アーマチュア２４に電磁力（回転力）が発生する。よって、アーマチュア軸２６が所定の回転方向および回転数で回転される。

　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、この段付き形状の部分には、モータケース２１の本体部分よりも小径となった有底段部２１ａが設けられている。有底段部２１ａには、第１ラジアル軸受３０が装着され、第１ラジアル軸受３０は、アーマチュア軸２６の軸方向一側（図中左側）を回転自在に支持している。また、有底段部２１ａの底部側には、第１スラスト軸受３１が設けられ、当該第１スラスト軸受３１は、アーマチュア軸２６の軸方向への移動を規制している。

　また、ブラシホルダ２５には、第２ラジアル軸受３２が装着されている。第２ラジアル軸受３２は、アーマチュア軸２６の軸方向に沿う略中央部を回転自在に支持している。

　ギヤ部４０は、ギヤケース（ケース）４１と、当該ギヤケース４１に取り付けられたコネクタ部材４２と、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で所定形状に形成され、モータケース２１の開口部分に複数の締結ねじ１１によって固定されている。なお、コネクタ部材４２は、ギヤケース４１の側方に差し込まれており、かつ当該状態のもとで複数の固定ねじ（図示せず）によってギヤケース４１に固定されている。

　ギヤケース４１の内部には、アーマチュア軸２６の軸方向他側（図中右側）が回転自在に収容されており、このアーマチュア軸２６の軸方向他側でかつ外周部分には、ウォーム４３が一体に設けられている。すなわち、ウォーム４３は、アーマチュア軸２６の回転に伴って回転するようになっている。

　また、ギヤケース４１の内部には、ウォーム４３に噛み合わされる歯部４４が外周部に設けられたウォームホイール４５（セレーションウォームホイールギヤ）が回転自在に収容されている。つまり、ウォーム４３およびウォームホイール４５は、ギヤケース４１の内部にそれぞれ回転自在に収容されている。ここで、ウォーム４３は螺旋状に形成され、歯部４４はウォームホイール４５の軸方向に緩やかな傾斜角度で傾斜されている。これにより、ウォーム４３の回転力がウォームホイール４５に滑らかに伝達される。

　ウォームホイール４５は、外周部に歯部４４が設けられた大径本体部４５ａと、外周部にセレーション部４６が設けられた小径出力部４５ｂと、を備えている。大径本体部４５ａはギヤケース４１の内部に収容され、小径出力部４５ｂはギヤケース４１の外部に配置されている。

　そして、ウォーム４３およびウォームホイール４５は、アーマチュア軸２６の回転を減速して小径出力部４５ｂから外部に出力する減速機構ＳＤを形成している。具体的には、減速機構ＳＤにより高トルク化された回転力は、セレーション部４６に動力伝達可能に連結されたウィンドウレギュレータのドラム（図示せず）に出力（伝達）される。

　アーマチュア軸２６の軸方向他側には、ギヤケース４１の内部において、アーマチュア軸２６の軸方向への移動を規制する第２スラスト軸受４７が設けられている。また、アーマチュア軸２６の軸方向他側は、第３ラジアル軸受４８により回転自在に支持されている。

　このように、アーマチュア軸２６の軸方向一側に第１ラジアル軸受３０，第１スラスト軸受３１を設け、アーマチュア軸２６の軸方向中央部に第２ラジアル軸受３２を設け、アーマチュア軸２６の軸方向他側に第３ラジアル軸受４８，第２スラスト軸受４７を設けている。これにより、アーマチュア軸２６に、軸方向に移動しようとする軸力が作用しても、アーマチュア軸２６（アーマチュア２４）は、スムーズに効率良く回転可能となっている。

　ここで、ギヤケース４１の側方に固定されたコネクタ部材４２には、車両側の外部コネクタ（図示せず）が接続されるようになっている。これにより、車室内の操作スイッチ（図示せず）を操作することで、減速機構付モータ１０が正方向または逆方向に駆動される。これにより、ウィンドウガラスが昇降される。

　図２に示されるように、ギヤケース４１は、底壁部４１ａと側壁部４１ｂとを備えている。底壁部４１ａは、ウォームホイール４５の軸方向から見たときに、略円形に形成されている。また、側壁部４１ｂは、底壁部４１ａの周囲を囲うようにして設けられ、底壁部４１ａからウォームホイール４５の軸方向に立設されている。

　また、ギヤケース４１の底壁部４１ａの略中心部分には、略円筒形状に形成されたボス部４１ｃが一体に設けられ、このボス部４１ｃにおいても、側壁部４１ｂと同様に、底壁部４１ａからウォームホイール４５の軸方向に立設されている。さらに、ボス部４１ｃの底壁部４１ａ側とは反対側（図中上側）には、ボス部４１ｃと同軸となるように薄肉円筒部４１ｄが一体に設けられている。

　そして、ボス部４１ｃおよび薄肉円筒部４１ｄの内部には、ウォームホイール４５を回転自在に支持する支持軸５０の軸方向基端側（図中下側）が埋設されている。

　ここで、支持軸５０は鋼製であって、支持軸５０は、溶融されたプラスチック等の樹脂材料を金型内に射出することでギヤケース４１を成形する際に、ボス部４１ｃおよび薄肉円筒部４１ｄの内部に埋設される。つまり、鋼製の支持軸５０は、樹脂製のギヤケース４１に対して、インサート成形により固定されている。なお、ギヤケース４１のインサート成形の手順については、後で詳述する。

　支持軸５０の小径部５２およびギヤケース４１の薄肉円筒部４１ｄは、それぞれウォームホイール４５をがたつくことなく回転自在に支持するようになっている。ここで、ウォームホイール４５は、プラスチック等の樹脂材料により形成され、かつ、セレーション部４６の径方向内側に小径部５２が配置されている。

　したがって、ウォームホイール４５を径方向に移動させようとするウィンドウレギュレータから反力の殆どを小径部５２が受けることになる。これにより、ウォームホイール４５は、主に鋼製の小径部５２に回転自在に支持され、ひいては樹脂製の薄肉円筒部４１ｄが早期に摩耗することはない。よって、ウォームホイール４５は、長期に亘ってスムーズに回転可能となっている。

　ギヤケース４１の外部で、かつ側壁部４１ｂの外側には、減速機構付モータ１０をドア内のブラケット（図示せず）に固定するための３つの固定脚４９が一体に設けられている。これらの固定脚４９は、ウォームホイール４５の周方向に沿って、略等間隔（１２０度間隔）で配置されている。これにより、減速機構付モータ１０の作動時において、ウォームホイール４５に大きな反力が掛かったとしても、ギヤケース４１（減速機構付モータ１０）が捻れたりがたついたりすることが効果的に抑えられる。

　なお、固定脚４９は中空に形成され、その内部には鋼管よりなるブッシュ４９ａが装着されている。これにより、固定脚４９に挿通される固定ボルト（図示せず）を規定の締め付けトルクで締め付けて、減速機構付モータ１０をブラケットにがたつくことなく固定することができ、かつ樹脂製のギヤケース４１を破損させずに済む。

　ここで、固定脚４９（ブッシュ４９ａ）の軸心Ｃ１および支持軸５０の軸心Ｃ２は、製品毎にばらつくことなく精度良く互いに略平行となるようにし、かつ軸心Ｃ１と軸心Ｃ２との間の離間距離（ピッチ）Ｐを精度良く保つことが重要となる。仮に、軸心Ｃ１と軸心Ｃ２とが互いに傾斜したり、離間距離Ｐがばらついたりすると、駆動対象物であるウィンドウレギュレータに対する減速機構付モータ１０の固定位置がずれてしまう。

　ウィンドウレギュレータに対する減速機構付モータ１０の固定位置がずれると、減速機構付モータ１０の駆動力がウィンドウレギュレータに上手く伝達されなくなってしまう。そこで、本実施の形態においては、支持軸５０の形状に工夫を施し、当該支持軸５０をギヤケース４１に対して、インサート成形により精度良く固定可能としている。なお、支持軸５０の詳細な構造やその製造手順については、後で詳述する。

　図１に示されるように、ギヤケース４１の開口部分は、ケースカバー６０によって密閉されている。ケースカバー６０は、プラスチック等の樹脂材料を射出成形することで略円板状に形成され、その中心部分には、ウォームホイール４５の小径出力部４５ｂが、リップシール等のシール部材（図示せず）を介して貫通している。これにより、ギヤケース４１の内部に雨水や埃等が進入することが、確実に防止される。

　図３および図４に示されるように、支持軸５０は、断面が円形の鋼製の丸棒を冷間鍛造することにより、段付きに形成されている。具体的には、支持軸５０は、軸方向基端側に大径部５１が設けられ、軸方向先端側に小径部５２が設けられている。そして、大径部５１の軸方向寸法Ｌ１が、小径部５２の軸方向寸法Ｌ２よりも短くなっている（Ｌ１＜Ｌ２）。また、大径部５１の外径Ｄ１は、小径部５２の外径Ｄ２よりも大きくなっている（Ｄ１＞Ｄ２）。さらには、小径部５２の外径Ｄ２の寸法公差±αの方が、大径部５１の外径Ｄ１の寸法公差±βよりも小さくなっている（α＜β）。

　すなわち、小径部５２の方が大径部５１よりも精度が良く、ばらつきが少なくなるように形成されている。これは、支持軸５０を冷間鍛造で成形する際に、小径部５２を、より高精度で形成された第２ダイスＤＣ２の小径部成形凹部ＤＣ２ｃ（図６参照）により、絞り加工を施して仕上げているためである。これに対し、大径部５１には、小径部５２のような絞り加工が施されていない。

　このように、小径部５２を絞り加工により高精度で成形することで、その外径の寸法精度が高められて、ウォームホイール４５（図２参照）の小径部５２に対する回転抵抗が、製品毎にばらつくことが抑えられている。また、ギヤケース４１（図２参照）を形作る下金型ＭＴ（図７参照）に対して、小径部５２をがたつくことなく保持させることができるようになり、軸心Ｃ１および軸心Ｃ２（図２，図７参照）が互いに傾斜したり、離間距離Ｐ（図２，図７参照）がばらついたりすることが効果的に抑えられる。

　図３および図４に示されるように、支持軸５０の大径部５１と小径部５２との間には、段差部５３が設けられている。段差部５３の外周面は、大径部５１と小径部５２とを滑らかに連結させる傾斜面となっている。言い換えれば、段差部５３の径方向に沿う断面積は、大径部５１から小径部５２に向かうに連れて徐々に小さくなっている。このように、大径部５１と小径部５２とを傾斜面からなる段差部５３で滑らかに連結することで、支持軸５０の段差部５３が設けられる部分に応力が集中するのを抑えている。これにより、支持軸５０の十分な剛性が確保されている。

　また、支持軸５０の大径部５１よりも軸方向基端側（図３中下側）には、環状のフランジ部（鍔部）５４が一体に設けられている。フランジ部５４は、大径部５１（支持軸５０）の径方向外側に所定の高さｈで突出され、かつ大径部５１（支持軸５０）の周方向に延びている。すなわち、フランジ部５４の外径Ｄ３は、大径部５１の外径Ｄ１よりも大きくなっている（Ｄ３＞Ｄ１，Ｄ３＝Ｄ１＋２×ｈ）。

　そして、図２に示されるように、大径部５１，段差部５３およびフランジ部５４は、いずれもギヤケース４１のボス部４１ｃおよび薄肉円筒部４１ｄに埋設されている。具体的には、小径部５２の殆どの部分はギヤケース４１外に露出されているが、大径部５１，段差部５３およびフランジ部５４はギヤケース４１に埋設されて外部に露出していない。

　このように、段差部５３およびフランジ部５４を、それぞれギヤケース４１に埋設することで、支持軸５０のギヤケース４１に対する十分な抜け強度を確保している。ここで、段差部５３やフランジ部５４を設けずに、支持軸５０をギヤケース４１に埋設するだけで、ある程度の抜け強度を確保することは可能である。

　しかしながら、本実施の形態と同等の抜け強度を確保するには、支持軸５０とギヤケース４１とが互いに接触する部分をより多くする必要が生じる。具体的には、支持軸５０，ボス部４１ｃおよび薄肉円筒部４１ｄの軸方向寸法を、それぞれ長くする必要が生じる。この場合には、支持軸５０が鋼製のため、減速機構付モータ１０の重量が嵩んでしまい、かつ減速機構付モータ１０の大型化を招くことになる。

　そこで、本実施の形態では、段差部５３に加えてフランジ部５４を設け、これらをギヤケース４１に埋設することで、支持軸５０のギヤケース４１に対する抜け強度を高めている。これにより、支持軸５０の軸方向寸法を詰められるようにしている。よって、比較的短い支持軸５０を採用可能として、減速機構付モータ１０の薄型化および軽量化を実現している。

　さらに、図３に示されるように、小径部５２の軸方向寸法Ｌ２を、大径部５１の軸方向寸法Ｌ１の略２倍として、段差部５３をフランジ部５４寄りの部分に配置している（Ｌ２≒２×Ｌ１）。これにより、薄肉円筒部４１ｄ（図２参照）の軸方向寸法を詰めて、ギヤケース４１を形成するのに必要な樹脂材料（プラスチック材料等）の量を最小限に抑えて、ギヤケース４１の軽量化や製造コスト低減を図っている。

　また、支持軸５０の大径部５１よりも軸方向基端側（図３中下側）で、かつフランジ部５４よりもさらに軸方向基端側には、セレーション形状（鋸歯状）に形成された回り止め部５５が一体に設けられている。この回り止め部５５の外径は、大径部５１の外径Ｄ１と同じ外径となっており、その軸方向寸法Ｌ３は、大径部５１の軸方向寸法Ｌ１の略半分となっている（Ｌ３≒Ｌ１／２）。

　回り止め部５５は、支持軸５０がギヤケース４１に対して空転するのを防止するものであって、支持軸５０の軸方向に延びる複数の凹溝５５ａを備えている。これらの凹溝５５ａは、支持軸５０の径方向内側に所定の深さで窪んで設けられ、かつ支持軸５０の周方向に所定の間隔で配置されている。

　そして、回り止め部５５においても、大径部５１，段差部５３およびフランジ部５４と同様に、ギヤケース４１に埋設されている（図２参照）。複数の凹溝５５ａには、回り止め部５５がギヤケース４１に埋設された状態において、ギヤケース４１を形作るプラスチック等の樹脂材料が入り込んでいる。これにより、支持軸５０のギヤケース４１に対する空転が防止される。よって、ギヤケース４１に対する支持軸５０の周方向への固定強度も、十分に確保されている。

　また、図３および図４に示されるように、支持軸５０の軸方向両端には、支持軸５０の軸方向に窪んだ第１凹部５６および第２凹部５７が、それぞれ設けられている。第１凹部５６は小径部５２に設けられ、第２凹部５７は回り止め部５５に設けられている。そして、第１凹部５６および第２凹部５７は何れも円柱形状となっており、その直径寸法はいずれもＷ１となっている。これに対し、第１凹部５６の深さ寸法ｄ１は、第２凹部５７の深さ寸法ｄ２よりも深くなっている（ｄ１＞ｄ２）。

　このように、支持軸５０の軸方向両端を中空にすることで、全ての部分が中実となった支持軸に対して軽量化を図ることができる。また、後で詳述するが、第１凹部５６および第２凹部５７は、第２下方ポンチＰＵ４および第２上方ポンチＰＵ３（図６参照）を、支持軸５０となる円柱状ワークＷＫの軸方向両端にそれぞれ押し付けて形成される。したがって、第１凹部５６の近傍にある小径部５２の表面や、第２凹部５７の近傍にあるフランジ部５４および回り止め部５５の表面を、いずれも精度良く成形可能としている。

　次に、以上のように形成された減速機構付モータ１０の製造方法、特に、支持軸５０の製造手順およびギヤケース４１のインサート成形の手順について、図面を用いて詳細に説明する。

　支持軸５０は、図５に示されるように、概ね４つの製造工程を経て形成される。

　［丸棒切断工程］
　まず、支持軸５０となる鋼製の円柱状ワーク（丸棒）ＷＫを、バンドソー等の切断工具を用いて所定の軸方向寸法（長さ寸法）Ｌ４に切断する。ここで、円柱状ワークＷＫの軸方向寸法Ｌ４は、加工を終えて完成した支持軸５０の軸方向寸法がＬ６になることを見込んで決定される（Ｌ４＜Ｌ６）。

　なお、加工前の円柱状ワークＷＫの外径はＤ４となっている。この外径Ｄ４は、支持軸５０の大径部５１の外径Ｄ１よりも小さく、かつ支持軸５０の小径部５２の外径Ｄ２よりも大きくなっている（Ｄ２＜Ｄ４＜Ｄ１）。ここで、円柱状ワークＷＫの外径Ｄ４は、未だ加工前であるため精度が低く、ばらつきも大きくなっている。

　［第１凹部成形工程（１）］
　次に、［丸棒切断工程］を経て準備された円柱状ワークＷＫを、管状の基準ダイスの中空部（図示せず）にセットする。この基準ダイスの中空部の内径寸法は、円柱状ワークＷＫの外径Ｄ４よりも若干大きくなっている。したがって、基準ダイスの中空部に対して、円柱状ワークＷＫを容易にセットすることが可能となっている。

　その後、基準ダイスの長手方向両側に設けられた基準上方ポンチおよび基準下方ポンチ（何れも図示せず）を、それぞれ互いに近接するように移動させて、双方のポンチの先端部分を中空部の内部に挿入する。これにより、１回目の予備的な冷間鍛造が施されて、図５に示されるように、切断されただけの円柱状ワークＷＫから第１加工ワーク（丸棒）ＷＫ１となる。

　ここで、第１加工ワークＷＫ１の軸方向先端側（図中下側）には、後で第１凹部５６（図３参照）となる円柱状の第１予備凹部ＨＬ１が形成される。この第１予備凹部ＨＬ１の直径寸法Ｗ２は、完成後の第１凹部５６の直径寸法Ｗ１よりも若干大きい直径寸法となっている（Ｗ２＞Ｗ１）。

　また、第１予備凹部ＨＬ１の深さ寸法ｄ３は、完成後の第１凹部５６の深さ寸法ｄ１の略１／４の深さ寸法となっている（ｄ３≒ｄ１／４）。このとき、第１加工ワークＷＫ１の軸方向寸法Ｌ４は、円柱状ワークＷＫの軸方向寸法Ｌ４から略変化していない。なお、第１加工ワークＷＫ１の外径Ｄ５は、第１予備凹部ＨＬ１の部分が塑性流動した分、加工前の円柱状ワークＷＫの外径Ｄ４よりも若干大きくなっている（Ｄ５＞Ｄ４）。

　［第１凹部成形工程（２）］
　次に、［第１凹部成形工程（１）］を経て形成された第１加工ワークＷＫ１を、中空部Ｈ１を備えた管状の第１ダイスＤＣ１（図６参照）にセットする。中空部Ｈ１の内径寸法Ｂ１は、第１加工ワークＷＫ１の外径Ｄ５よりも若干大きくなっている（Ｂ１＞Ｄ５）。したがって、第１ダイスＤＣ１の中空部Ｈ１に対して、第１加工ワークＷＫ１を容易にセットすることができる。

　その後、第１ダイスＤＣ１の長手方向両側に設けられた第１上方ポンチＰＵ１および第１下方ポンチＰＵ２を、図６の矢印Ｍ１，Ｍ２に示されるように、それぞれ互いに近接するように移動させて、双方のポンチＰＵ１，ＰＵ２の先端部分を中空部Ｈ１の内部に挿入する。これにより、２回目の予備的な冷間鍛造が施されて、図５および図６に示されるように、第１加工ワークＷＫ１から第２加工ワーク（丸棒）ＷＫ２となる。

　ここで、第２加工ワークＷＫ２の軸方向先端側（図中下側）には、第１下方ポンチＰＵ２の凸部Ｔ１により、後で第１凹部５６となる円柱状の第２予備凹部ＨＬ２が形成される。この第２予備凹部ＨＬ２の直径寸法Ｗ３は、第１予備凹部ＨＬ１の直径寸法Ｗ２よりも若干小さく、かつ完成後の第１凹部５６の直径寸法Ｗ１よりも若干大きくなっている（Ｗ２＞Ｗ３＞Ｗ１）。

　また、第２予備凹部ＨＬ２の深さ寸法ｄ４は、完成後の第１凹部５６の深さ寸法ｄ１と略同じ大きさとなっている（ｄ４≒ｄ１）。このとき、第２加工ワークＷＫ２の軸方向寸法Ｌ５は、第１加工ワークＷＫ１および円柱状ワークＷＫの軸方向寸法Ｌ４よりも大きくなっている（Ｌ５＞Ｌ４）。さらに、第２加工ワークＷＫ２の外径Ｄ６は、第１加工ワークＷＫ１の外径Ｄ５よりも若干大きくなっている（Ｄ６＞Ｄ５）。これは、第２予備凹部ＨＬ２の深さ寸法ｄ４が、第１予備凹部ＨＬ１の深さ寸法ｄ３よりも大きくなった（深くなった）ためである（ｄ４＞ｄ３）。

　なお、ここまでの［第１凹部成形工程（１）］および［第１凹部成形工程（２）］では、特に、第１加工ワークＷＫ１および第２加工ワークＷＫ２の外周面の成形精度を向上させるような仕上げ加工、つまり絞り加工は施されていない。

　［小径部成形工程］
　次に、第２加工ワークＷＫ２を支持軸５０に仕上げる最終工程（絞り工程）を行う。具体的には、［第１凹部成形工程（２）］を経て形成された第２加工ワークＷＫ２を、中空部Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４を備えた管状の第２ダイス（ダイス）ＤＣ２にセットする。この第２ダイスＤＣ２は、支持軸５０を最終的に仕上げて、小径部５２を精度良くする絞り金型となっている。

　なお、第２ダイスＤＣ２における中空部Ｈ２の部分が、支持軸５０の基端部のフランジ部５４および回り止め部５５を成形する基端部成形凹部ＤＣ２ａとなっている。また、第２ダイスＤＣ２における中空部Ｈ３の部分が、支持軸５０の大径部５１を成形する大径部成形凹部ＤＣ２ｂとなっている。さらに、第２ダイスＤＣ２における中空部Ｈ４の部分が、支持軸５０の小径部５２を成形する小径部成形凹部ＤＣ２ｃとなっている。また、第２ダイスＤＣ２の大径部成形凹部ＤＣ２ｂと小径部成形凹部ＤＣ２ｃとの間には、支持軸５０の段差部５３を成形する段差部成形凹部ＤＣ２ｄとなっている。

　段差部成形凹部ＤＣ２ｄは、大径部成形凹部ＤＣ２ｂから小径部成形凹部ＤＣ２ｃに向けて、その内径寸法を徐々に小さくするように傾斜された傾斜面で形成されている。これにより、第２加工ワークＷＫ２の軸方向先端部分を、大径部成形凹部ＤＣ２ｂから小径部成形凹部ＤＣ２ｃに対して、容易に誘導（案内）できるようになっている。

　そして、中空部Ｈ２の内径寸法Ｂ２および中空部Ｈ３の内径寸法Ｂ３は、それぞれ第２加工ワークＷＫ２の外径Ｄ６よりも大きくなっている（Ｄ６＜Ｂ３＜Ｂ２）。これに対し、中空部Ｈ４の内径寸法Ｂ４は、第２加工ワークＷＫ２の外径Ｄ６よりも小さくなっている（Ｂ４＜Ｄ６）。これにより、第２加工ワークＷＫ２の軸方向先端部分を、第２ダイスＤＣ２の大径部成形凹部ＤＣ２ｂの所に対して、容易にセットすることができる。

　その後、第２ダイスＤＣ２の長手方向両側に設けられた第２上方ポンチ（ポンチ）ＰＵ３および第２下方ポンチ（ポンチ）ＰＵ４を、図６の矢印Ｍ３，Ｍ４に示されるように、それぞれ互いに近接するように移動させて、双方のポンチＰＵ３，ＰＵ４の先端部分を中空部Ｈ２および中空部Ｈ４の内部にそれぞれ挿入する。これにより、最終的に仕上げの冷間鍛造が施されて、図５および図６に示されるように、第２加工ワークＷＫ２から支持軸５０（完成品）となる。

　より具体的には、第２加工ワークＷＫ２の軸方向先端側が、第２上方ポンチＰＵ３によって押圧されて下降していき、塑性変形を伴いつつ小径部成形凹部ＤＣ２ｃに押し込まれていく。すなわち、第２加工ワークＷＫ２の軸方向先端側が小径部成形凹部ＤＣ２ｃにより強制的に絞られて、その外径Ｄ２（小径部５２の外径）が寸法公差±αで精度良く形成される。これに対し、大径部５１の部分は、強制的に絞られる部分ではないため、小径部５２に比してばらつきが大きい部分となっている（寸法公差±β）。

　このように、小径部５２の部分は、小径部成形凹部ＤＣ２ｃにより強制的に絞られる絞り加工によって形成されている。したがって、小径部５２は、絞り加工を施していない大径部５１に比して、その外径の寸法精度が高められている。

　なお、支持軸５０の軸方向先端側（図中下側）は、第２下方ポンチＰＵ４の凸部Ｔ２により仕上げられて、最終的に第１凹部５６となる。また、支持軸５０の軸方向基端側（図中上側）は、第２上方ポンチＰＵ３の凹部Ｓ１により仕上げられて、基端部成形凹部ＤＣ２ａの部分で、フランジ部５４，回り止め部５５および第２凹部５７が最終的に形成される。

　さらに、支持軸５０の軸方向寸法Ｌ６は、第２加工ワークＷＫ２の軸方向寸法Ｌ５よりも大きくなっている（Ｌ６＞Ｌ５）。また、支持軸５０の大径部５１の外径Ｄ１は、第２加工ワークＷＫ２の外径Ｄ６よりも若干大きくなっている（Ｄ１＞Ｄ６）。さらに、大径部５１と小径部５２との間には、段差部成形凹部ＤＣ２ｄによって、段差部５３が形成される。

　次に、以上のようにして加工された支持軸５０を、ギヤケース４１にインサート成形により一体に設ける手順について、図面を用いて詳細に説明する。

　ギヤケース４１は、図７に示される射出成形装置ＩＤによって、インサート成形により形成される。

　具体的には、射出成形装置ＩＤは、ギヤケース４１の内側を形作る下金型ＭＴを備えている。なお、射出成形装置ＩＤは、下金型ＭＴに加えて、溶融樹脂を供給するディスペンサ（供給機構）が設けられた上金型（図示せず）を備えており、当該上金型は下金型ＭＴに対して昇降自在となっている。

　下金型ＭＴには、図２を参照しつつ、底壁部４１ａを形成する第１成形部ＭＴ１と、側壁部４１ｂを形成する第２成形部ＭＴ２と、ボス部４１ｃを形成する第３成形部ＭＴ３と、薄肉円筒部４１ｄを形成する第４成形部ＭＴ４と、固定脚４９を形成する第５成形部ＭＴ５と、が設けられている。

　これらに加えて、下金型ＭＴには、支持軸５０の小径部５２が差し込まれて、下金型ＭＴに対する支持軸５０の位置決めを行う位置決め凹部ＭＴ６が設けられている。さらに、下金型ＭＴには、支持軸５０とともにギヤケース４１にインサート成形により装着されるブッシュ４９ａを保持するブッシュ保持突起ＭＴ７が設けられている。

　そして、図中矢印Ｍ５，Ｍ６に示されるように、位置決め凹部ＭＴ６に小径部５２を差し込み、かつブッシュ保持突起ＭＴ７にブッシュ４９ａを装着する。その後、上金型を下降させて、下金型ＭＴに突き合わせる。これにより、両者間には、ギヤケース４１を形作るキャビティ（図示せず）が形成される。次いで、このキャビティに所定圧で溶融樹脂を圧送することで、キャビティ内の全域に溶融樹脂を行き渡らせる。

　その後、上金型および下金型ＭＴを冷却する等してキャビティ内の溶融樹脂を硬化させてから、下金型ＭＴに対して上金型を上昇させて、支持軸５０およびブッシュ４９ａが一体化された（インサート成形された）ギヤケース４１を、上金型および下金型ＭＴから離型させる。これにより、図２に示されるようなギヤケース４１が完成する。

　ここで、下金型ＭＴの位置決め凹部ＭＴ６には、小径部５２ががたつくことなく精度良く位置決めされている。また、下金型ＭＴのブッシュ保持突起ＭＴ７には、ブッシュ４９ａががたつくことなく精度良く位置決めされている。したがって、ブッシュ４９ａ（固定脚４９）の軸心Ｃ１および支持軸５０の軸心Ｃ２を、製品毎にばらつくことなく精度良く互いに平行にでき、かつ軸心Ｃ１と軸心Ｃ２との間の離間距離Ｐを精度良く保つことができる。

　以上詳述したように、本実施の形態に係る減速機構付モータ１０によれば、絞り加工により大径部５１よりも小径となった小径部５２を備え、大径部５１および段差部５３がギヤケース４１に埋設され、小径部５２がギヤケース４１外に露出されている。これにより、小径部５２の外径Ｄ２の寸法精度（寸法公差±α）が高められて、ギヤケース４１を成形する下金型ＭＴに小径部５２をがたつくことなくセットすることができ、ひいては支持軸５０をギヤケース４１に対してばらつくことなく精度良く設けることが可能となる。

　また、大径部５１および段差部５３がギヤケース４１に埋設されているので、支持軸５０のギヤケース４１に対する抜け強度を向上させることができる。

　したがって、減速機構付モータ１０の性能が製品毎にばらつくことが抑えられ、ウィンドウレギュレータ等の駆動対象物を安定して駆動することが可能となる。よって、歩留まりを良くすることができる。

　また、本実施の形態に係る減速機構付モータ１０によれば、支持軸５０の大径部５１よりも軸方向基端側に、支持軸５０の径方向外側に突出し、かつ支持軸５０の周方向に延び、ギヤケース４１に埋設されるフランジ部５４が設けられている。

　したがって、支持軸５０のギヤケース４１に対する十分な抜け強度を確保することが可能となり、ひいては支持軸５０の軸方向寸法を詰めることができる。よって、比較的短い支持軸５０を採用可能として、減速機構付モータ１０の薄型化および軽量化を実現することができる。

　さらに、本実施の形態に係る減速機構付モータ１０によれば、支持軸５０の大径部５１よりも軸方向基端側に、支持軸５０の径方向内側に窪み、かつ支持軸５０の軸方向に延び、ギヤケース４１に埋設される凹溝５５ａが設けられている。

　したがって、支持軸５０のギヤケース４１に対する空転を確実に防止することができる。よって、ギヤケース４１に対する支持軸５０の周方向への固定強度も、十分に確保することができる。

　また、本実施の形態に係る減速機構付モータ１０によれば、大径部５１の軸方向寸法Ｌ１が、小径部５２の軸方向寸法Ｌ２よりも短くなっている（Ｌ１＜Ｌ２）。

　したがって、薄肉円筒部４１ｄ（図２参照）の軸方向寸法を詰めることができ、ひいてはギヤケース４１を形成するのに必要な樹脂材料の量を最小限に抑えることができ、ギヤケース４１の軽量化や製造コストを低減することができる。

　さらに、本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、小径部５２は、第２ダイスＤＣ２にセットされた鋼製の第２加工ワークＷＫ２を軸方向から押圧して、第２加工ワークＷＫ２の軸方向先端側を第２ダイスＤＣ２に設けられた小径部成形凹部ＤＣ２ｃに押し込み、大径部５１よりも外径を小さくする絞り工程を経て形成される。

　したがって、支持軸５０を、強制的に絞る絞り加工（冷間鍛造）によって、容易かつ高精度でさらには短時間で形成することができる。よって、歩留まりを向上させて、量産性を向上させることが可能となる。

　本発明は上記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、上記実施の形態では、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ウ装置の駆動源に適用したものを示したが、本発明はこれに限らず、サンルーフ装置等の他の駆動源にも適用することができる。

　また、上記実施の形態では、モータ部２０に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、モータ部２０にブラシレスの電動モータ等を採用することもできる。

　その他、上記実施の形態における各構成要素の材質，形状，寸法，数，設置箇所等は、本発明を達成できるものであれば任意であり、上記実施の形態に限定されない。

　１０　　減速機構付モータ（モータ装置）
　１１　　締結ねじ
　２０　　モータ部
　２１　　モータケース
　２１ａ　　有底段部
　２２　　マグネット
　２３　　コイル
　２４　　アーマチュア
　２５　　ブラシホルダ
　２６　　アーマチュア軸
　２７　　コンミテータ
　２８　　ブラシ
　２９　　ばね部材
　３０　　第１ラジアル軸受
　３１　　第１スラスト軸受
　３２　　第２ラジアル軸受
　４０　　ギヤ部
　４１　　ギヤケース（ケース）
　４１ａ　　底壁部
　４１ｂ　　側壁部
　４１ｃ　　ボス部
　４１ｄ　　薄肉円筒部
　４２　　コネクタ部材
　４３　　ウォーム（減速機構）
　４４　　歯部
　４５　　ウォームホイール（減速機構）
　４５ａ　　大径本体部
　４５ｂ　　小径出力部
　４６　　セレーション部
　４７　　第２スラスト軸受
　４８　　第３ラジアル軸受
　４９　　固定脚
　４９ａ　　ブッシュ
　５０　　支持軸
　５１　　大径部
　５２　　小径部
　５３　　段差部
　５４　　フランジ部（鍔部）
　５５　　回り止め部
　５５ａ　　凹溝
　５６　　第１凹部
　５７　　第２凹部
　６０　　ケースカバー
　ＤＣ１　　第１ダイス
　ＤＣ２　　第２ダイス（ダイス）
　ＤＣ２ａ　　基端部成形凹部
　ＤＣ２ｂ　　大径部成形凹部
　ＤＣ２ｃ　　小径部成形凹部
　ＤＣ２ｄ　　段差部成形凹部
　Ｈ１～Ｈ４　　中空部
　ＨＬ１　　第１予備凹部
　ＨＬ２　　第２予備凹部
　ＩＤ　　射出成形装置
　ＭＴ　　下金型
　ＭＴ１　　第１成形部
　ＭＴ２　　第２成形部
　ＭＴ３　　第３成形部
　ＭＴ４　　第４成形部
　ＭＴ５　　第５成形部
　ＭＴ６　　位置決め凹部
　ＭＴ７　　ブッシュ保持突起
　ＰＵ１　　第１上方ポンチ
　ＰＵ２　　第１下方ポンチ
　ＰＵ３　　第２上方ポンチ
　ＰＵ４　　第２下方ポンチ
　Ｓ１　　凹部
　ＳＤ　　減速機構
　Ｔ１，Ｔ２　　凸部
　ＷＫ　　円柱状ワーク（丸棒）
　ＷＫ１　　第１加工ワーク（丸棒）
　ＷＫ２　　第２加工ワーク（丸棒）

Claims

　アーマチュア軸の回転を減速して出力するモータ装置であって、
　前記アーマチュア軸により回転されるウォームと、
　前記ウォームに噛み合わされる歯部を有するウォームホイールと、
　前記ウォームおよび前記ウォームホイールを収容する樹脂製のケースと、
　前記ウォームホイールを回転自在に支持する鋼製の支持軸と、
　前記支持軸の軸方向基端側に設けられる大径部と、
　前記支持軸の軸方向先端側に設けられ、絞り加工により前記大径部よりも小径となった小径部と、
　前記支持軸の前記大径部と前記小径部との間に設けられる段差部と、
を備え、
　前記大径部および前記段差部が前記ケースに埋設され、前記小径部が前記ケース外に露出されている、
モータ装置。
　請求項１記載のモータ装置において、
　前記支持軸の前記大径部よりも軸方向基端側に、前記支持軸の径方向外側に突出し、かつ前記支持軸の周方向に延び、前記ケースに埋設される鍔部が設けられている、
モータ装置。
　請求項１または２記載のモータ装置において、
　前記支持軸の前記大径部よりも軸方向基端側に、前記支持軸の径方向内側に窪み、かつ前記支持軸の軸方向に延び、前記ケースに埋設される凹溝が設けられている、
モータ装置。
　請求項１～３のいずれか１項に記載のモータ装置において、
　前記大径部の軸方向寸法が、前記小径部の軸方向寸法よりも短くなっている、
モータ装置。
　アーマチュア軸の回転を減速して出力するモータ装置の製造方法であって、
　前記モータ装置は、
　前記アーマチュア軸により回転されるウォームと、
　前記ウォームに噛み合わされる歯部を有するウォームホイールと、
　前記ウォームおよび前記ウォームホイールを収容する樹脂製のケースと、
　前記ウォームホイールを回転自在に支持する鋼製の支持軸と、
　前記支持軸の軸方向基端側に設けられる大径部と、
　前記支持軸の軸方向先端側に設けられ、絞り加工により前記大径部よりも小径となった小径部と、
　前記支持軸の前記大径部と前記小径部との間に設けられる段差部と、
を備え、
　前記大径部および前記段差部が前記ケースに埋設され、前記小径部が前記ケース外に露出されており、
　前記小径部は、
　ダイスにセットされた鋼製の丸棒を軸方向から押圧して、前記丸棒の軸方向先端側を前記ダイスに設けられた小径部成形凹部に押し込み、前記大径部よりも外径を小さくする絞り工程を経て形成される、
モータ装置の製造方法。