WO2023037638A1

WO2023037638A1 - 減速機構

Info

Publication number: WO2023037638A1
Application number: PCT/JP2022/016621
Authority: WO
Inventors: 幹明小林; 哲平時崎
Original assignee: 株式会社ミツバ
Priority date: 2021-09-08
Filing date: 2022-03-31
Publication date: 2023-03-16
Also published as: CN116529503A; JP2023039207A; DE112022004312T5; US20240003408A1

Abstract

第１ギヤおよび第２ギヤの噛合強度を十分なものにして両者の動力伝達効率を向上させ、より大きな減速比にも容易に対応可能とする。ピニオンギヤ３１の軸方向視において、ピニオン本体３１ｂの中心Ｃ１および螺旋状歯３１ｃの中心Ｃ２が互いにずれており、ピニオン本体３１ｂよりも螺旋状歯３１ｃの方が大径であり、ピニオン本体３１ｂの一部が、螺旋状歯３１ｃの外形を形成する仮想円ＶＣの外側にはみ出している。ピニオンギヤ３１の断面形状を、螺旋状歯３１ｃの外形を形成する仮想円ＶＣの外側に、ピニオン本体３１ｂの一部をはみ出させた非円形にできる。ピニオンギヤ３１の大径化を抑え、その強度を向上させることができ、ピニオンギヤ３１およびヘリカルギヤ３２の双方の強度を向上させ、両者の動力伝達効率を向上させることができる。よって、より大きな減速比にも容易に対応可能となる。

Description

減速機構

　本発明は、第１ギヤおよび第２ギヤを備えた減速機構に関する。

　従来、自動車等の車両に搭載されるワイパ装置やパワーウィンドウ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ようにするために、減速機構が設けられている。このような車載用の駆動源に用いられる減速機構が、例えば、特許文献１に記載されている。

　特許文献１に記載された減速機構は、１つの螺旋状歯を有するピニオンギヤ（第１ギヤ）と複数の斜歯を有するヘリカルギヤ（第２ギヤ）とを備えており、１つの螺旋状歯を複数の斜歯に噛合させることで、ピニオンギヤの高速回転がヘリカルギヤの低速回転となる。これにより、減速比をより大きくしつつ、適切な噛合形状のギヤを備えた減速機構を実現している。

特開２０１９－１８４０６０号公報

　ところで、上述の特許文献１に記載された技術を実現するには、例えば、細長い部品であるピニオンギヤを鋼製とし、大きな円盤状の部品であるヘリカルギヤを樹脂製とすることが考えられる。その上で、これらのピニオンギヤおよびヘリカルギヤからなる減速機構は、比較的大きな減速比を容易に得ることができるため、両者の噛合強度を十分なものにする必要がある。

　しかしながら、上述の特許文献１に記載された技術では、軸方向と交差する方向において、螺旋状歯の外形を形成する仮想円（歯形円）の径方向内側に、ピニオンギヤの回転中心に配置される「芯」となる部分（芯円）が配置されている。そのため、減速機構を従前と同様の体格で形成する場合において、例えば、ヘリカルギヤの斜歯を肉厚にして対応すると、これとは逆に螺旋状歯が小径となり、これに伴いピニオンギヤの回転中心に配置される「芯」となる部分も細くなってしまう。すなわち、ヘリカルギヤの強度確保およびピニオンギヤの強度確保は、互いにトレードオフの関係となっている。

　本発明の目的は、第１ギヤおよび第２ギヤの噛合強度を十分なものにして両者の動力伝達効率を向上させ、より大きな減速比にも容易に対応することが可能な減速機構を提供することにある。

　本発明の一態様では、第１ギヤおよび第２ギヤを備えた減速機構であって、前記第１ギヤは、当該第１ギヤの軸方向と交差する方向の断面が円形に形成された第１本体部と、前記第１本体部の周囲に螺旋状に設けられ、前記第１ギヤの軸方向と交差する方向の断面が三日月形に形成された１つの螺旋状歯と、を有し、前記第２ギヤは、当該第２ギヤの軸方向と交差する方向の断面が円形に形成された第２本体部と、前記第２本体部の周囲に設けられ、前記螺旋状歯が噛合される複数の斜歯と、を有し、前記第１ギヤの軸方向視において、前記第１本体部の中心および前記螺旋状歯の中心が互いにずれており、前記第１本体部よりも前記螺旋状歯の方が大径であり、前記第１本体部の一部が、前記螺旋状歯の外形を形成する仮想円の外側にはみ出していることを特徴とする。

　本発明によれば、第１ギヤの軸方向視において、第１ギヤの形状を、螺旋状歯の外形を形成する仮想円（歯形円）の外側に、第１本体部（芯円）の一部をはみ出させた形状（非円形）にすることができる。これにより、第１ギヤの大径化を抑えつつ、第１ギヤの強度を向上させることができる。したがって、第１ギヤおよび第２ギヤの双方の強度を向上させて、両者の動力伝達効率を向上させることができる。よって、より大きな減速比にも容易に対応することが可能となる。

減速機構付モータをコネクタ接続部側から見た斜視図である。減速機構付モータを出力軸側から見た斜視図である。減速機構付モータの内部構造を説明する斜視図である。減速機構の噛合部分を拡大した斜視図である。図４のＡ矢視図である。（ａ），（ｂ）は、減速機構の設計思想を説明する断面図である。シミュレーションによる微調整部分を説明する断面図である。ピニオンギヤの諸元（各部のデータ）を説明する断面図である。（ａ）～（ｅ）は、減速機構の動作を説明する説明図である。

　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は減速機構付モータをコネクタ接続部側から見た斜視図を、図２は減速機構付モータを出力軸側から見た斜視図を、図３は減速機構付モータの内部構造を説明する斜視図を、図４は減速機構の噛合部分を拡大した斜視図を、図５は図４のＡ矢視図を、図６（ａ），（ｂ）は減速機構の設計思想を説明する断面図を、図７はシミュレーションによる微調整部分を説明する断面図を、図８はピニオンギヤの諸元（各部のデータ）を説明する断面図を、図９（ａ）～（ｅ）は減速機構の動作を説明する説明図をそれぞれ示している。

　図１および図２に示される減速機構付モータ１０は、例えば、自動車等の車両に搭載されるワイパ装置（図示せず）の駆動源に用いられる。具体的には、減速機構付モータ１０は、フロントガラス（図示せず）の前方側に配置され、かつフロントガラス上に揺動自在に設けられたワイパ部材（図示せず）を、所定の払拭範囲（下反転位置と上反転位置との間）で揺動させる。

　減速機構付モータ１０は、その外郭を形成するハウジング１１を備えている。ハウジング１１の内部には、図３に示されるように、ブラシレスモータ２０および減速機構３０が回転自在に収容されている。ここで、図１および図２に示されるように、ハウジング１１は、アルミ製のケーシング１２およびプラスチック製のカバー部材１３から形成される。

　ケーシング１２は、溶融されたアルミ材料を射出成形することにより、略お椀形に形成されている。具体的には、ケーシング１２は、底壁部１２ａと、その周囲に一体に設けられた側壁部１２ｂと、ケーシング１２の開口側（図中左側）に設けられたケースフランジ１２ｃと、を備えている。

　底壁部１２ａの略中央部分には、出力軸３４を回転自在に支持する筒状のボス部１２ｄが一体に設けられている。ボス部１２ｄの径方向内側には、所謂メタルと呼ばれる筒状の軸受部材（図示せず）が装着され、これにより出力軸３４は、ボス部１２ｄに対してがたつくこと無くスムーズに回転可能となっている。

　また、ボス部１２ｄの径方向外側には、ボス部１２ｄを中心に放射状に延びる複数の補強リブ１２ｅが一体に設けられている。これらの補強リブ１２ｅは、ボス部１２ｄと底壁部１２ａとの間に配置され、外観が略三角形となっている。これらの補強リブ１２ｅは、ボス部１２ｄの底壁部１２ａに対する固定強度を高めるもので、ボス部１２ｄが底壁部１２ａに対して傾斜する等の不具合の発生を防止する。

　さらに、底壁部１２ａのボス部１２ｄからオフセットした位置には、軸受部材収容部１２ｆが一体に設けられている。軸受部材収容部１２ｆは有底筒状に形成され、ボス部１２ｄの突出方向と同じ方向に突出されている。軸受部材収容部１２ｆの内部には、ピニオンギヤ３１の先端側を回転自在に支持するボールベアリング３３（図３参照）が収容される。

　ここで、図２に示されるように、ボス部１２ｄと出力軸３４との間には、止め輪１２ｇが設けられている。これにより、出力軸３４がボス部１２ｄの軸方向にがたつくことが防止される。よって、減速機構付モータ１０の十分な静粛性が確保される。

　ハウジング１１を形成するカバー部材１３は、プラスチック等の樹脂材料を射出成形することで略平板状に形成されている。具体的には、カバー部材１３は、本体部１３ａと、その周囲に一体に設けられたカバーフランジ１３ｂと、を備えている。カバーフランジ１３ｂは、Ｏリング等のシール部材（図示せず）を介して、ケースフランジ１２ｃに突き当てられる。これにより、ハウジング１１の内部への雨水や埃等の進入が防止される。

　また、カバー部材１３の本体部１３ａには、ブラシレスモータ２０（図３参照）を収容するモータ収容部１３ｃが一体に設けられている。モータ収容部１３ｃは有底筒状に形成され、ケーシング１２側とは反対側に突出されている。モータ収容部１３ｃは、カバー部材１３をケーシング１２に装着した状態で、ケーシング１２の軸受部材収容部１２ｆと対向する。そして、モータ収容部１３ｃの内側には、ブラシレスモータ２０のステータ２１（図３参照）が固定されている。

　さらに、カバー部材１３の本体部１３ａには、車両側の外部コネクタ（図示せず）が接続されるコネクタ接続部１３ｄが一体に設けられている。コネクタ接続部１３ｄの内側には、ブラシレスモータ２０に駆動電流を供給するための複数のターミナル部材１３ｅ（図１では１つのみ示す）の一端側が露出されている。これらのターミナル部材１３ｅを介して、外部コネクタからブラシレスモータ２０に駆動電流が供給される。

　なお、複数のターミナル部材１３ｅの他端側とブラシレスモータ２０との間には、ブラシレスモータ２０の回転状態（回転数や回転方向等）を制御する制御基板（図示せず）が設けられている。これにより、出力軸３４の先端側に固定されたワイパ部材が、フロントガラス上の所定の払拭範囲で揺動される。なお、制御基板は、カバー部材１３における本体部１３ａの内側に固定されている。

　図３に示されるように、ハウジング１１の内部に収容されるブラシレスモータ２０は、環状のステータ（固定子）２１を備えている。ステータ２１は、カバー部材１３におけるモータ収容部１３ｃ（図１および図２参照）の内部に、回り止めされた状態で固定される。

　ステータ２１は、複数の薄い鋼板（磁性体）を積層して形成され、その径方向内側には複数のティース（図示せず）が設けられている。そして、これらのティースには、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相のコイル２１ａが、それぞれ集中巻き等により複数回巻装されている。これにより、それぞれのコイル２１ａに所定のタイミングで交互に駆動電流を供給することで、ステータ２１の径方向内側に設けられたロータ２２が、所定の回転方向に所定の駆動トルクで回転される。

　ステータ２１の径方向内側には、微小隙間（エアギャップ）を介してロータ（回転子）２２が回転自在に設けられている。ロータ２２は、複数の薄い鋼板（磁性体）を積層して略円柱状に形成されたロータ本体２２ａを備えている。そして、ロータ本体２２ａの外周部分には、筒状の永久磁石２２ｂが装着されている。ここで、永久磁石２２ｂは、その周方向にＮ極およびＳ極が交互に並ぶように着磁されている。また、永久磁石２２ｂは、ロータ本体２２ａの外周部分に接着剤等により強固に固定されている。

　このように、本実施の形態に係るブラシレスモータ２０は、ロータ本体２２ａの外周部分（表面）に永久磁石２２ｂが固定されたSPM（Surface Permanent Magnet）構造のブラシレスモータとなっている。ただし、SPM構造のブラシレスモータに限らず、ロータ本体２２ａに複数の永久磁石を埋め込んだIPM（Interior Permanent Magnet）構造のブラシレスモータを採用することもできる。

　また、筒状に形成された１つの永久磁石２２ｂに換えて、ロータ本体２２ａの軸線と交差する方向の断面が円弧状に形成された複数の永久磁石を、ロータ本体２２ａの表面に磁極が交互に並ぶように等間隔で固定したものであっても良い。さらには、永久磁石２２ｂの極数は、ブラシレスモータ２０の仕様に応じて、２極あるいは４極以上等、任意に設定可能である。

　図３に示されるように、ハウジング１１の内部に収容される減速機構３０は、棒状に形成されたピニオンギヤ（第１ギヤ）３１と、円盤状に形成されたヘリカルギヤ（第２ギヤ）３２とを備えている。ここで、ピニオンギヤ３１の軸線とヘリカルギヤ３２の軸線とは互いに平行となっている。これにより、減速機構３０においては、互いに軸線が直交するウォームおよびウォームホイールを備えたウォーム減速機に比して、その体格をよりコンパクトにすることが可能となっている。

　また、ピニオンギヤ３１は減速機構付モータ１０のブラシレスモータ２０側（駆動源側）に配置され、ヘリカルギヤ３２は減速機構付モータ１０の出力軸３４側（駆動対象物側）に配置されている。つまり、減速機構３０は、歯数が少ないピニオンギヤ３１の高速回転を、歯数が多いヘリカルギヤ３２の低速回転に減速する。

　ここで、ピニオンギヤ３１の基端側は、ロータ本体２２ａの回転中心に圧入等により強固に固定され、ピニオンギヤ３１はロータ本体２２ａと一体回転する。つまり、ピニオンギヤ３１は、ロータ２２により回転駆動される。また、ピニオンギヤ３１の先端側は、ボールベアリング３３により回転自在に支持されている。さらに、ヘリカルギヤ３２の回転中心には、出力軸３４の基端側が圧入等により強固に固定され、出力軸３４はヘリカルギヤ３２と一体回転する。

　減速機構３０を形成するピニオンギヤ３１は鋼（金属）製であり、図４ないし図９に示されるような形状となっている。具体的には、ピニオンギヤ３１の基端側および先端側には、円柱状に形成された装着部３１ａがそれぞれ設けられ、基端側の装着部３１ａはロータ本体２２ａに固定され、先端側の装着部３１ａはボールベアリング３３に回転自在に支持されている。すなわち、ピニオンギヤ３１（装着部３１ａ）の中心Ｃ１は、ロータ本体２２ａおよびボールベアリング３３の回転中心に一致している。

　ピニオンギヤ３１は、当該ピニオンギヤ３１の軸方向に延びるピニオン本体３１ｂを備えている。ピニオン本体３１ｂは、本発明における第１本体部に相当し、ピニオンギヤ３１の軸方向と交差する方向（直交方向）の断面は、円形に形成されている。また、ピニオン本体３１ｂは、ピニオンギヤ３１の「芯」となる部分を形成しており、中心Ｃ１を中心に回転される。ピニオンギヤ３１の剛性の高低（曲げ強度等）は、当該ピニオン本体３１ｂの太さに左右される。本実施の形態では、減速機構付モータ１０の体格に合わせて、ピニオン本体３１ｂ（芯円）の太さは、図８に示されるように、半径ｒ１≒1.7mm（直径２×ｒ１≒3.4mm）となっている。

　さらに、ピニオンギヤ３１は、ヘリカルギヤ３２の斜歯３２ｃに噛合される１つの（単一の）螺旋状歯３１ｃを備えている。螺旋状歯３１ｃは、本発明における第１歯部に相当し、ピニオン本体３１ｂの周囲に螺旋状となるように一体に設けられている。また、ピニオンギヤ３１の軸方向と交差する方向（直交方向）の螺旋状歯３１ｃの断面は、三日月形に形成されている（図８の網掛部分）。螺旋状歯３１ｃは、ピニオン本体３１ｂの軸方向に螺旋状に連なっており、その歯数は「１」である。螺旋状歯３１ｃの剛性、すなわち動力伝達効率の良し悪し等は、当該螺旋状歯３１ｃの厚みに左右される。本実施の形態では、減速機構付モータ１０の体格に合わせて、螺旋状歯３１ｃを形成する仮想円（歯形円）ＶＣの大きさは、図８に示されるように、半径ｒ２≒2.0mm（直径２×ｒ２≒4.0mm）となっている（ｒ２＞ｒ１）。

　ここで、図８に示されるように、螺旋状歯３１ｃの中心Ｃ２（仮想円ＶＣの中心Ｃ２）は、ピニオン本体３１ｂの中心Ｃ１に対して、所定の離間距離Ｌ１の分だけ偏芯（オフセット）されている。なお、本実施の形態では、離間距離Ｌ１は、基準偏芯量（≒1.0mm）に、偏芯補正量（≒0.8mm）を加算した値となっている（Ｌ１≒1.8mm）。つまり、ピニオンギヤ３１の軸方向視（図４の矢印Ａ方向）において、ピニオン本体３１ｂの中心Ｃ１および螺旋状歯３１ｃの中心Ｃ２は互いにずれている。また、ピニオン本体３１ｂよりも螺旋状歯３１ｃ（仮想円ＶＣ）の方が大径となっている。さらには、ピニオン本体３１ｂの一部は、螺旋状歯３１ｃの外形を形成する仮想円ＶＣの外側（図中上側）にはみ出している。

　これにより、ピニオンギヤ３１の軸方向視において、ピニオンギヤ３１の断面形状を略たまご形状（非円形）として、減速機構付モータ１０の体格を殆ど大きくすることなく、ピニオン本体３１ｂおよび螺旋状歯３１ｃの強度を十分に確保することが可能となる。

　ここで、ピニオンギヤ３１の軸方向視において、ピニオン本体３１ｂの外形線ＬＮ１および螺旋状歯３１ｃの外形線ＬＮ２は、ピニオンギヤ３１の径方向外側に凸状となった一対の円弧状接線ＬＮ３によって互いに接続されている。したがって、ピニオンギヤ３１の外形が滑らかな種々の曲率の曲線で形成されて、ひいては「ワーリング加工法（外径ワーリング）」によりピニオンギヤ３１を精度良く製造することが可能となる。

　なお、図８に示されるように、ピニオンギヤ３１における一対の円弧状接線ＬＮ３の部分には、ピニオン本体３１ｂと螺旋状歯３１ｃとの間の窪んだ部分を埋めるようにして、肉盛部３１ｄがそれぞれ設けられている。

　このようにして、ピニオンギヤ３１の全体の強度を十分に確保できるようになるため、減速機構３０の動力伝達効率を向上させることが可能となる。ここで、螺旋状歯３１ｃ（仮想円ＶＣ）の中心Ｃ２は、ピニオン本体３１ｂの回転に伴い、回転軌跡ＲＴを辿る。言い換えれば、回転軌跡ＲＴは、螺旋状歯３１ｃの基準円となっている。

　また、図８に示されるように、ピニオン本体３１ｂの中心Ｃ１から螺旋状歯３１ｃの中心Ｃ２に向けて（図中下方に向けて）補助線ＡＬを引き、当該補助線ＡＬをさらに螺旋状歯３１ｃの表面まで延ばすと、補助線ＡＬと螺旋状歯３１ｃの表面とが交差する。当該交差点は、螺旋状歯３１ｃの頂点ＴＰとなっている。

　次に、図６（ａ），（ｂ）ないし図８を用いて、ピニオンギヤ３１の設計思想について説明する。

　減速機構付モータ１０（図１および図２参照）の体格を基準として、できる限り減速機構付モータ１０の体格を大きくせずに、ピニオンギヤ３１の強度を高めることを考える。具体的には、図６（ａ）に示されるように、直径２×ｒ２の螺旋状歯３１ｃに対して、直径２×ｒ１のピニオン本体３１ｂを、所定の離間距離Ｌ２の分だけ偏芯させる。当該設計段階では、螺旋状歯３１ｃの中心Ｃ２とピニオン本体３１ｂの回転中心Ｃ１との離間距離Ｌ２は、基準偏芯量（≒1.0mm）となっている。これにより、減速機構付モータ１０の体格を殆ど大きくすることなく、ピニオンギヤ３１の強度を高めることが可能となる。

　その一方で、図６（ｂ）に示されるように、減速機構３０の作動時において、ピニオン本体３１ｂとヘリカルギヤ３２の斜歯３２ｃとが干渉しないようにするために、斜歯３２ｃを、後退寸法ＢＫの分だけ後退させる必要が生じる。つまり、斜歯３２ｃの歯たけＨを、後退寸法ＢＫの分だけ短くする必要が生じる。このような対応では、螺旋状歯３１ｃと斜歯３２ｃとの噛合深さが浅くなってしまい、螺旋状歯３１ｃと斜歯３２ｃとの噛合強度が低下してしまう。したがって、減速機構３０の動力伝達効率を下げることなる。

　これを回避すべく、本実施の形態の減速機構３０では、図６（ｂ）に示されるように、十分な斜歯３２ｃの歯たけＨを確保するために、直径２×ｒ１のピニオン本体３１ｂを、ヘリカルギヤ３２の径方向外側に逃がしている（オフセットさせている）。具体的には、直径２×ｒ２の螺旋状歯３１ｃに対して、直径２×ｒ１のピニオン本体３１ｂを、所定の離間距離Ｌ１の分だけ偏芯させている。この場合の離間距離Ｌ１と離間距離Ｌ２との差が、上述した偏芯補正量（≒0.8mm）となる。これにより、減速機構付モータ１０の体格を殆ど大きくすることなく、螺旋状歯３１ｃと斜歯３２ｃとの噛合強度を十分なものにしている。

　その後の設計段階（最終段階）において、減速機構３０が実際に動作可能か否かを、有限要素法を用いたシミュレーション等（ＦＥＭ解析等）で確認したところ、別の不具合が発見された。具体的には、図６（ｂ）に示される設計段階では、ヘリカルギヤ３２の隣り合う斜歯３２ｃの間の噛合凹部３２ｄに対して、直径２×ｒ２の螺旋状歯３１ｃが略隙間なく入り込んでいる。この状態では、図７に示されるように、シミュレーション上で減速機構３０を作動させると、螺旋状歯３１ｃの歯先の部分（図８の頂点ＴＰの近傍部分）と、斜歯３２ｃの歯先の部分（図７の上側の部分）とが干渉することが判明した（図中網掛部分）。

　そこで、本実施の形態では、図８に示されるように、螺旋状歯３１ｃの歯先の部分を、斜歯３２ｃの歯先の部分と干渉しない程度に、最小限の微小量Ｄの分だけ円弧状に削る（微調整する）処理を施している。具体的には、図８の二点鎖線に示されるように、螺旋状歯３１ｃの歯先部分に、当該螺旋状歯３１ｃの仮想円ＶＣよりも径方向内側に窪んだ窪み部３１ｅを設けている。このように、窪み部３１ｅを設けることで、螺旋状歯３１ｃと斜歯３２ｃとの干渉を防止している。よって、減速機構３０のスムーズな動作が可能となる。

　ただし、窪み部３１ｅを設けたことに起因して、ピニオンギヤ３１の強度が低下するようであれば、ピニオンギヤ３１の周囲でスペース的に余裕がある箇所、具体的には、図８に示されるように、ピニオン本体３１ｂ側でかつ外側の部分に、例えば、厚み寸法Ｇの他の肉盛部３１ｆ（図中破線部分）を設けることもできる。この場合、他の肉盛部３１ｆを形成する部分の外形線においても、ピニオンギヤ３１の径方向外側に凸状かつ円弧状となるようにする。これにより「ワーリング加工法（外径ワーリング）」を用いて、容易かつ高精度でピニオンギヤ３１の製造が可能となる。

　上述のように、ピニオンギヤ３１の断面形状を、ピニオン本体３１ｂよりも螺旋状歯３１ｃの方を大径とし、かつ螺旋状歯３１ｃの歯先の部分（頂点ＴＰの近傍部分）を、干渉を避ける最小限の微小量Ｄの分だけ削るようにしたので、螺旋状歯３１ｃと斜歯３２ｃとの接触状態が十分に適正化されることが判った。より具体的には、図９（ａ）および図９（ｅ）に示されるように、螺旋状歯３１ｃが接触部分ＣＰにおいて斜歯３２ｃの略真横に接触した状態となり、かつ螺旋状歯３１ｃから加わる荷重Ｆの方向が、ヘリカルギヤ３２の回転方向Ｒｂに略一致した状態となる。言い換えれば、螺旋状歯３１ｃの斜歯３２ｃに対する「圧力角」が小さくなっている。

　このように、ピニオンギヤ３１の強度およびヘリカルギヤ３２の強度がいずれも十分なものとなり、かつ螺旋状歯３１ｃが斜歯３２ｃに干渉することもないため、減速機構３０の動力伝達効率は、十分に高められたことが判明した。

　図３ないし図７に示されるように、減速機構３０を形成するヘリカルギヤ３２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盤状に形成されている。具体的には、ヘリカルギヤ３２はギヤ本体３２ａを備えており、当該ギヤ本体３２ａは、ヘリカルギヤ３２の軸方向と交差する方向（直交方向）の断面が円形となっている。ギヤ本体３２ａは、本発明における第２本体部に相当する。そして、ギヤ本体３２ａの回転中心に、出力軸３４の基端側が固定されており、ギヤ本体３２ａの外周部分には、出力軸３４の軸方向に延びる筒状部３２ｂが一体に設けられている。

　筒状部３２ｂの径方向外側、つまりギヤ本体３２ａの周囲には、筒状部３２ｂの周方向に並ぶようにして、複数の斜歯（第２歯部）３２ｃが一体に設けられている。これらの斜歯３２ｃは、ヘリカルギヤ３２の軸方向に対して所定角度で傾斜して設けられ、ピニオンギヤ３１の螺旋状歯３１ｃが噛合される。これにより、螺旋状歯３１ｃの回転に伴い、ヘリカルギヤ３２は回転される。なお、ヘリカルギヤ３２の斜歯３２ｃの歯数は「４０」となっている。つまり、本実施の形態では、減速機構３０の減速比は「４０」であり、ピニオンギヤ３１が４０回転すると、ヘリカルギヤ３２が漸く１回転される減速度が得られる。

　そして、隣り合う斜歯３２ｃの間には、ピニオンギヤ３１の螺旋状歯３１ｃが入り込める噛合凹部３２ｄが設けられている。すなわち、噛合凹部３２ｄにおいても、斜歯３２ｃと同様に、ヘリカルギヤ３２の軸方向に対して所定角度で傾斜されている。そして、噛合凹部３２ｄの曲率中心Ｃ３は、ヘリカルギヤ３２の基準円ＢＣ１上に配置されている。また、噛合凹部３２ｄには、半径ｒ２の螺旋状歯３１ｃ（図８の網掛部分）が略隙間なく入り込めるようになっている。

　ここで、斜歯３２ｃの歯たけＨは、噛合凹部３２ｄの最も深い部分を通過する歯底円ＢＣ２から基準円ＢＣ１までの高さとなっている（図５参照）。また、隣り合う噛合凹部３２ｄのなす角度は、ヘリカルギヤ３２の歯数が「４０」であり、かつ噛合凹部３２ｄの数も「４０」であるため、本実施の形態では「９度」となっている。

　次に、以上のように形成された減速機構３０の動作、つまりピニオンギヤ３１とヘリカルギヤ３２との噛合動作について、図面を用いて詳細に説明する。

　図９（ａ）に示されるように、ブラシレスモータ２０（図３参照）の駆動によりピニオンギヤ３１が矢印Ｒａの方向に回転されると、螺旋状歯３１ｃが斜歯３２ｃに噛合される。これにより、接触部分ＣＰにおいて、斜歯３２ｃの側方に螺旋状歯３１ｃからの駆動力（荷重Ｆ）が伝達される。このような螺旋状歯３１ｃの斜歯３２ｃに対する噛合動作（接触部分ＣＰ）は、ピニオンギヤ３１およびヘリカルギヤ３２の回転に伴い、ピニオンギヤ３１およびヘリカルギヤ３２の軸方向に徐々に移動していくことになる。そして、斜歯３２ｃは、ヘリカルギヤ３２の軸方向に対して傾斜しているので、これによりヘリカルギヤ３２は、ピニオンギヤ３１よりも減速された状態で回転される。

　ここで、図９（ａ）～（ｅ）に示されるように、ピニオンギヤ３１およびヘリカルギヤ３２の軸方向における一部分のみに着目すると、ピニオンギヤ３１が矢印Ｒａの方向に１回転することで、図９（ａ）～（ｅ）のように、螺旋状歯３１ｃは１つの斜歯３２ｃ（図中星印）を乗り越える。これにより、図９（ｅ）に示されるように、１回転された螺旋状歯３１ｃは、次の斜歯３２ｃ（図中星印）に噛合される。なお、図９（ｂ）～（ｄ）に示されるように、ピニオンギヤ３１の軸方向における一部分の螺旋状歯３１ｃが、斜歯３２ｃに噛合されていない状態では、ピニオンギヤ３１の軸方向における他の部分の螺旋状歯３１ｃが、斜歯３２ｃに噛合された状態となる。

　このように、螺旋状歯３１ｃが１回転すると、ヘリカルギヤ３２は斜歯３２ｃの１つ分だけ回転される（図中星印の斜歯３２ｃの移動状態を参照）。すなわち、ピニオンギヤ３１が１回転する間に、ヘリカルギヤ３２は９度分だけ回転される。言い換えれば、ピニオンギヤ３１が４０回転することで、ヘリカルギヤ３２が漸く１回転される（減速比４０）。よって、ヘリカルギヤ３２は、ピニオンギヤ３１の４０倍の回転トルク（高トルク）で回転されることになる。

　以上詳述したように、本実施の形態によれば、ピニオンギヤ３１の軸方向視において、ピニオン本体３１ｂの中心Ｃ１および螺旋状歯３１ｃの中心Ｃ２が互いにずれており、ピニオン本体３１ｂよりも螺旋状歯３１ｃの方が大径であり、ピニオン本体３１ｂの一部が、螺旋状歯３１ｃの外形を形成する仮想円ＶＣの外側にはみ出している。

　これにより、ピニオンギヤ３１の軸方向視において、ピニオンギヤ３１の形状（断面形状）を、螺旋状歯３１ｃの外形を形成する仮想円（歯形円）ＶＣの外側に、ピニオン本体３１ｂ（芯円）の一部をはみ出させた形状（略たまご形状の非円形）にすることができる。したがって、ピニオンギヤ３１の大径化を抑えつつ、当該ピニオンギヤ３１の強度を向上させることができる。よって、ピニオンギヤ３１およびヘリカルギヤ３２の双方の強度を向上させて、両者の動力伝達効率を向上させることができる。よって、より大きな減速比にも容易に対応することが可能となる。

　また、本実施の形態によれば、ピニオンギヤ３１の軸方向視において、ピニオン本体３１ｂの外形線ＬＮ１および螺旋状歯３１ｃの外形線ＬＮ２が、ピニオンギヤ３１の径方向外側に凸状となった一対の円弧状接線ＬＮ３により互いに接続されている。

　これにより、ピニオンギヤ３１の外形を滑らかな種々の曲率の曲線で形成することができ、ひいては「ワーリング加工法（外径ワーリング）」を用いて、ピニオンギヤ３１を容易にかつ精度良く製造することが可能となる。

　さらに、本実施の形態によれば、螺旋状歯３１ｃには、螺旋状歯３１ｃの仮想円ＶＣよりも径方向内側に窪んだ窪み部３１ｅが設けられている。

　これにより、螺旋状歯３１ｃと斜歯３２ｃとの干渉を防止することができ、減速機構３０のスムーズな動作、つまり螺旋状歯３１ｃと斜歯３２ｃとのスムーズな噛合動作が可能となる。よって、減速機構３０の動力伝達効率を向上させることができ、ひいては駆動源であるブラシレスモータ２０の消費電力を抑えること等が可能となる。

　また、本実施の形態によれば、ピニオンギヤ３１およびヘリカルギヤ３２の強度を十分に確保して長寿命化が図れ、かつ駆動源であるブラシレスモータ２０の消費電力を抑えることができる。したがって、製造および動作に関わるエネルギーの省力化を図ることが可能となる。よって、国連が主導する持続可能な開発目標（SDGs）において、特に目標７（手ごろで信頼でき、持続可能かつ近代的なエネルギーへのアクセスを確保する）および目標１３（気候変動とその影響に立ち向かうため、緊急対策を取る）に貢献することができる。

　本発明は上述の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、上述の実施の形態では、減速機構３０を、車両に搭載されるワイパ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、パワーウィンドウ装置の駆動源，サンルーフ装置の駆動源，シートリフター装置の駆動源等の他の駆動源にも適用することができる。

　さらに、上述の実施の形態では、減速機構３０をブラシレスモータ２０で駆動させたものを示したが、本発明はこれに限らず、ブラシレスモータ２０に換えてブラシ付きモータ等で駆動させることもできる。

　その他、上述の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、上述の実施の形態に限定されない。

　１０：減速機構付モータ，１１：ハウジング，１２：ケーシング，１２ａ：底壁部，１２ｂ：側壁部，１２ｃ：ケースフランジ，１２ｄ：ボス部，１２ｅ：補強リブ，１２ｆ：軸受部材収容部，１２ｇ：止め輪，１３：カバー部材，１３ａ：本体部，１３ｂ：カバーフランジ，１３ｃ：モータ収容部，１３ｄ：コネクタ接続部，１３ｅ：ターミナル部材，２０：ブラシレスモータ，２１：ステータ，２１ａ：コイル，２２：ロータ，２２ａ：ロータ本体，２２ｂ：永久磁石，３０：減速機構，３１：ピニオンギヤ（第１ギヤ），３１ａ：装着部，３１ｂ：ピニオン本体（第１本体部），３１ｃ：螺旋状歯，３１ｄ：肉盛部，３１ｅ：窪み部，３１ｆ：他の肉盛部，３２：ヘリカルギヤ（第２ギヤ），３２ａ：ギヤ本体（第２本体部），３２ｂ：筒状部，３２ｃ：斜歯，３２ｄ：噛合凹部，３３：ボールベアリング，３４：出力軸，ＡＬ：補助線，ＢＣ１：基準円，ＢＣ２：歯底円，Ｃ１：ピニオン本体３１ｂの中心，Ｃ２：螺旋状歯３１ｃの中心，ＣＰ：接触部分，ＬＮ１：ピニオン本体３１ｂの外形線，ＬＮ２：螺旋状歯３１ｃの外形線，ＬＮ３：円弧状接線，ＶＣ：仮想円（歯形円）

Claims

　第１ギヤおよび第２ギヤを備えた減速機構であって、
　前記第１ギヤは、
　当該第１ギヤの軸方向と交差する方向の断面が円形に形成された第１本体部と、
　前記第１本体部の周囲に螺旋状に設けられ、前記第１ギヤの軸方向と交差する方向の断面が三日月形に形成された１つの螺旋状歯と、
を有し、
　前記第２ギヤは、
　当該第２ギヤの軸方向と交差する方向の断面が円形に形成された第２本体部と、
　前記第２本体部の周囲に設けられ、前記螺旋状歯が噛合される複数の斜歯と、
を有し、
　前記第１ギヤの軸方向視において、
　前記第１本体部の中心および前記螺旋状歯の中心が互いにずれており、
　前記第１本体部よりも前記螺旋状歯の方が大径であり、
　前記第１本体部の一部が、前記螺旋状歯の外形を形成する仮想円の外側にはみ出していることを特徴とする、
減速機構。
　請求項１に記載の減速機構において、
　前記第１ギヤの軸方向視において、前記第１本体部の外形線および前記螺旋状歯の外形線が、前記第１ギヤの径方向外側に凸状となった円弧状接線により互いに接続されていることを特徴とする、
減速機構。
　請求項１または請求項２に記載の減速機構において、
　前記螺旋状歯には、当該螺旋状歯の前記仮想円よりも径方向内側に窪んだ窪み部が設けられていることを特徴とする、
減速機構。