JP2008157331A - 減速機付モータ - Google Patents

Abstract

【課題】出力プレートと緩衝部材とウォームホイールの間に、隙間を設けること無く、組み込みを容易にし、円周方向のガタを防ぎ、正転逆転の切替り時の反転音を無くす。
【解決手段】ウォームホイールは、外周側にウォームに係合する歯部を有している外周環と、内周側に出力軸が位置する内周環と、その間を結合する連結底部と、等間隔の複数個のリブとから構成され、該複数個のリブは、該連結底部から緩衝部材が位置する側に軸方向に先端に向かって細くなるテーパ形状としている。緩衝部材は、複数個の円弧状ブロックを連結することにより全体的には環状に構成される。出力プレートは、円板状部裏面に等間隔に複数個の緩衝部材圧縮部を一体に形成し、該緩衝部材圧縮部は、円板状部から緩衝部材側に軸方向に先端に向かって細くなるテーパ形状としている。
【選択図】図６

Description

本発明は、減速機部のウォームホイールと、出力軸が固定された出力プレートが緩衝部材を介して固定される減速機付モータに関する。

減速機付モータは、モータ部と、減速機部が一体に組み立てられる。減速機部は、回転シャフトに接続したウォーム、及びこれに噛み合うウォームホイール等をギヤボックス内に収容している。モータ部のモータを駆動したときに、回転シャフトが回転し、この回転はウォームを介して、ウォームホイールを減速回転させ、これは次に、緩衝部材を介して出力プレートを、そして出力プレートに固定されている出力軸を回転させる。ウォームホイールに収容されている緩衝部材は、出力軸の回転方向でのがたつきを防止するため、ウォームホイール内に収める際に、予め弾性変形させることによって弾性力を蓄積している状態とされている。

図７は、従来技術によるウォームホイールと、緩衝部材を介してのアウタハブ及びインナハブの取付を示す図である（特許文献１）。ウォームホイール内には、ウォームホイールに係合された緩衝部材が配置され、この緩衝部材には、インナハブとアウタハブから成る出力プレートが係合している。ウォームホイールの内周部には、３個のウォームホイール側緩衝受部が突出形成されている。ウォームホイール側緩衝受部は、歯部側から見て台形状をなす。また、アウタハブにも、同様に断面が略台形に形成された出力プレート側緩衝受部が配置されている。

このように、外周側の幅を広くした台形状の緩衝受部を設けたことにより、緩衝部材に変形が生じている状態で組込まれても、緩衝部材の変形による反力によりウォームホイールと出力プレートとを調芯する方向へ付勢することができる。しかし、この緩衝受部は、径方向には台形状のテーパ形状にするが、軸方向にはテーパのないストレート形状であるため、緩衝部材を組み込む際、弾性変形をさせて隙間を無くす必要がある。ウォームホイールと、緩衝部材と、出力プレート（アウタハブ及びインナハブ）とを組込むとき、最初から緩衝部材を押し広げながらの組込み（圧入）となるので組込みにくいという問題がある。組み込みを容易にするために隙間を設けると、この隙間は、必然的に円周方向のガタとなり、正転逆転の切替り時の反転音となる。
特開２００３−１３９８９号公報

本発明は、係る問題点を解決して、出力プレートと緩衝部材とウォームホイールの間に、隙間を設けること無く、組み込みを容易にすることを目的としている。これによって、円周方向のガタを防ぎ、正転逆転の切替り時の反転音を無くすことを可能にする。

本発明の減速機付モータは、モータ部と該モータ部に一体に組み付けられた減速機部とから成り、該モータ部の外部に回転シャフトを延長させ、この延長した回転シャフトの先端を、減速機部内部に備えた軸受によって回転自在に支持し、減速機部は、ギヤボックスと、該ギヤボックス内に収容される延長回転シャフトに結合したウォームと、該ウォームに噛み合うウォームホイールと、該ウォームホイールとは緩衝部材を介して固定される出力プレートと、該出力プレートの中心に固定されて、該ウォームホイールと共に回転可能に構成される出力軸とを有する。ウォームホイールは、外周側にウォームに係合する歯部を有している外周環と、内周側に出力軸が位置する内周環と、その間を結合する連結底部と、等間隔の複数個のリブとから構成され、該複数個のリブは、該連結底部から緩衝部材が位置する側に軸方向に先端に向かって細くなるテーパ形状としている。緩衝部材は、複数個の円弧状ブロックを連結することにより全体的には環状に構成される。出力プレートは、その中央には、出力軸を位置決めして固定する出力軸結合部を備え、かつ、緩衝部材が位置する側の円板状部裏面に等間隔に複数個の緩衝部材圧縮部を一体に形成し、該緩衝部材圧縮部は、円板状部から緩衝部材側に軸方向に先端に向かって細くなるテーパ形状としている。このウォームホイールのリブ及び出力プレートの緩衝部材圧縮部のテーパ形状のテーパ角度がそれぞれ４度〜１５度の範囲内にある。

また、本発明の減速機付モータは、ウォームホイールの複数個のリブが、それぞれ径方向の中央近くで分離された外周側リブと内周側リブによって対構成にされて、内周環の外周側に連結されている内周側リブ及び外周環の内周側に連結されている外周側リブは、いずれも中央近くの分離端側に向けてテーパ形状にすることにより、分離端側でリブ幅を最も狭くしている。緩衝部材の複数個のブロックは、径方向の中央近くに位置する連結部によって連結される。出力プレートの緩衝部材圧縮部は、それぞれ径方向の中央近くで分離された外周側圧縮部と内周側圧縮部によって対にして構成されて、いずれも中央近くの分離端側に向けてテーパ形状にすることにより、分離端側で、圧縮部幅が最も狭くなっている。ウォームホイール及び出力プレートが位置する側の円弧状ブロックの両面には、突起状の凸部が形成されている。

本発明によれば、ウォームホイールに設けたリブと出力プレートに設けた圧縮部は、それぞれ軸方向に傾斜させたテーパ形状としたことにより、ウォームホイールと、緩衝部材と、出力プレートの組み立てが容易になる。さらに、リブ及び圧縮部は、径方向にもテーパ形状にすることにより、緩衝部材の各ブロックが、径方向の中央近くが外に膨らむ形状となり、円周方向にガタ無く組み立てることができる。

以下、例示に基づき本発明を説明する。図１は、本発明に基づき構成した減速機付モータの縦断面図である。この減速機付モータは、モータ部と、減速機部が一体に組み立てられたものである。モータ部は、金属材料により有底中空筒状に形成されたケースの内周面に、マグネットが取り付けられている。このケースの開口部は、樹脂製のエンドベルが嵌着されて、それによって閉じられている。回転シャフト上には、巻線を巻いた積層コアにより構成される回転子磁極と、コミテータとが備えられて、モータ回転子を構成している。そして、このコミテータに接触する一対のブラシに接続された一対の入力端子が、電気的接続のためにエンドベルを貫通してモータ外部に突出している。回転シャフトの一端は、有底中空筒状のケースの底部中央に設けられた第１の軸受によって支持されている。この回転シャフトの他端は、エンドベルの中央部に収容された第２の軸受によって支持され、そこからさらに、モータ部外部に延長して、減速機部内部にまで伸びる。

このモータ部に取付ボルトを介して取り付けられる減速機部は、回転シャフトに固定したウォーム、及びこれに噛み合うヘリカルギヤによって構成されるウォームホイール等を樹脂製のギヤボックス内に収容している。回転シャフトの先端は、ギヤボックス内に収容された第３の軸受により支持されている。さらに、回転シャフトを支える第４の軸受がギヤボックス内に備えられているが、低出力仕様のモータの場合は第４の軸受を省略することもできる。モータ部のモータを駆動したときに、回転シャフトが回転し、この回転はウォームを介してウォームホイールを減速回転させ、これは次に、緩衝部材等を介して出力軸を回転させる。そして、この出力軸の回転により、例えば、図示しない駆動手段を介して自動車の窓ガラスを開閉することができる。以上のモータ部及び減速機部の構成は、従来技術と同一のものにすることができる。

図２（Ａ）は減速機部の出力軸近辺を示す断面図であり、（Ｂ）はそこで用いられている出力軸を示す図である。ギヤボックス内には、詳細は後述するようにして固定されたウォームホイールと、緩衝部材と、出力プレートが配置される。樹脂製のギヤボックスには、その中央に円筒状のギヤボックス突出部を一体に形成し、その内周側に備えた軸受によって出力軸を回転可能に支持している。出力軸の先端部寄りに形成された出力プレート結合部には、出力プレートが固定されている。出力軸には、ギヤボックスから突出した基端部に、外部駆動機構に連結される出力ギヤが取付けられている。これによって、ウォームホイールの回転は、緩衝部材を介して連結されている出力プレートを回転させ、これは次に、出力プレートに固定されている出力軸を回転させる。

図３は、ヘリカルギヤによって構成されるウォームホイールを示す図である。樹脂により一体成形されるウォームホイールは、外周環と、内周環と、その間を結合する円板状の連結底部と、等間隔の複数個（３個として例示）のリブとから構成されており、リブの間のスペースには、緩衝部材が挿入されることになる。金属製ウォームと組み合わせるウォームホイールを樹脂製にすることにより、軽量化と静音化を図ることができる。３個のリブは、それぞれ径方向の中央近くで分離された外周側リブと内周側リブによって対構成にされている。この外周側リブと内周側リブの間には、緩衝部材の連結部（図４参照）が位置することになる。外周環の外周側には、モータシャフトに固定されたウォームに係合する歯部を有している。内周環の内周側は、図２（Ａ）に見られるようにギヤボックス突出部に係合する。

内周側リブは内周環の外周側に、また外周側リブは外周環の内周側に一体に連結されている。内周側リブ及び外周側リブは、いずれも中央近くの分離端側に向けてテーパ形状にすることにより、分離端側で、リブ幅は最も狭くなっている。さらに、これらリブは、円板状連結底部側から軸方向に、先端に向かって（図２（Ａ）の右方向に）細くなるテーパ形状となっていることを特徴としている。このテーパ形状のテーパ角度は、４度〜１５度の範囲内が望ましい。

図４は、緩衝ラバー等によって構成される緩衝部材を示す図である。緩衝部材は、同じ形状の複数個（6個として例示）の円弧状ブロックに分割され、径方向の中央近くに位置する連結部によって連結されて、全体的には環状に構成されている。一体に連結することにより、組み立てが容易となる。また、各ブロックの上面と下面には、圧縮時の接触位置を安定させ、各ブロックに生じるモーメントを出来るだけ均等にするために突起状の凸部が形成されている。各ブロックの間には、ウォームホイールの３個のリブと出力プレートの３個の圧縮部が交互に配置されることになる。

図５は、出力プレートを示す図であり、（Ａ）は緩衝部材が位置する側とは反対側のおもて面側を示し、（Ｂ）は緩衝部材が位置する裏面側を示している。図示の出力プレートは、樹脂部により中央の金属プレートを固定するようにインサート成型することにより全体的には円形状に構成されている。金属プレートの中央には、出力軸を位置決めして固定する出力軸結合部を備えている。樹脂部表面に設けた３箇所の肉抜き部は、軽量化を図るためのものである。

裏面側に等間隔に複数個（３箇として例示）設けた緩衝部材圧縮部は、インサート成型の際に、円板状部に一体に形成されて、それぞれ径方向の中央近くで分離された外周側圧縮部と内周側圧縮部によって対にして構成されている。この外周側圧縮部と内周側圧縮部の間には、緩衝部材の連結部が位置することになる。内周側圧縮部及び外周側圧縮部は、いずれも中央近くの分離端側に向けてテーパ形状にすることにより、分離端側で、圧縮部幅は最も狭くなっている。さらに、これら圧縮部は、円板状部から軸方向に先端に向かって（緩衝部材側に向かって）細くなるテーパ形状となっていることを特徴としている。このテーパ形状は、約４°〜１５°の傾斜とすることが望ましい。

図６は、ウォームホイールと、緩衝部材と、出力プレートの組み立てを説明する図であり、（Ａ）は１つの緩衝部材ブロック近辺を示す部分断面図であり、そのＸ−Ｘ’ライン位置で切断した全体断面図を（Ｂ）に示している。ウォームホイールに設けたリブは、４°の傾斜のテーパ形状であり、また、出力プレートに設けた圧縮部は、６°の傾斜のテーパ形状であるとして例示している。図６（Ｂ）に見られるように、ウォームホイールの３個のリブと、出力プレートの３個の緩衝部材圧縮部が交互に配置され、それぞれが緩衝部材の各ブロックの間に位置するようにして、一体に組み立てられる。リブ及び緩衝部材圧縮部は、いずれも、中央の分離端側の幅が最も狭くなるように、テーパ形状にしているので、緩衝部材の各ブロックは、径方向の中央近くが外に膨らむ形状となっている。そして、この中央近くの位置で、各ブロックは連結部により連結されることになる。

組み立てに際しては、ギヤボックス内に、ウォームホイールと、緩衝部材と、出力プレートを配置して、ギヤボックス側から出力軸を挿通した後、出力プレートをギヤボックス側に圧縮して出力プレート結合部に出力軸を結合させた状態で、出力軸先端側のストップリング係合溝（図２（Ｂ）参照）に、ストップリング（Ｃ形留め輪）を係合させることにより、固定する。上述のように、リブ及び緩衝部材圧縮部には、軸方向に傾斜させたテーパ形状としたことにより、ウォームホイールと、緩衝部材と、出力プレートの組み立てが容易になる。テーパ形状で組込むことで、初期の組み込みが容易（組込み初期は隙間）で、なおかつ組込み後の円周方向のガタを無くすことが可能となり、円周方向に与圧をかけた状態でセッティングが可能となる。円周方向の隙間を無くすことで、正転逆転の切替り時の反転音を無くすことが可能となる。与圧の大きさは、テーパの大きさを加減することで調整可能となる。

さらに、リブ及び緩衝部材圧縮部は、径方向にもテーパ形状にして、緩衝部材の各ブロックが、径方向の中央近くが外に膨らむ形状としたことにより、円周方向にガタ無く組み立てることができる。

本発明に基づき構成した減速機付モータの縦断面図である。 （Ａ）は減速機部の出力軸近辺を示す断面図であり、（Ｂ）はそこで用いられている出力軸を示す図である。 ヘリカルギヤによって構成されるウォームホイールを示す図である。 緩衝ラバー等によって構成される緩衝部材を示す図である。 出力プレートを示す図であり、（Ａ）は緩衝部材が位置する側とは反対側のおもて面側を示し、（Ｂ）は緩衝部材が位置する裏面側を示している。 ウォームホイールと、緩衝部材と、出力プレートの組み立てを説明する図であり、（Ａ）は１つの緩衝部材ブロック近辺を示す部分断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＸ−Ｘ’ライン位置で切断した全体断面図を示している。 従来技術によるウォームホイールと、緩衝部材を介してのアウタハブ及びインナハブの取付を示す図である。

Claims (4)

1. モータ部と該モータ部に一体に組み付けられた減速機部とから成り、該モータ部の外部に回転シャフトを延長させ、この延長した回転シャフトの先端を、減速機部内部に備えた軸受によって回転自在に支持し、前記減速機部は、ギヤボックスと、該ギヤボックス内に収容される延長回転シャフトに結合したウォームと、該ウォームに噛み合うウォームホイールと、該ウォームホイールとは緩衝部材を介して固定される出力プレートと、該出力プレートの中心に固定されて、該ウォームホイールと共に回転可能に構成される出力軸とを有する減速機付モータにおいて、
   前記ウォームホイールは、外周側に前記ウォームに係合する歯部を有している外周環と、内周側に出力軸が位置する内周環と、その間を結合する連結底部と、等間隔の複数個のリブとから構成され、該複数個のリブは、該連結底部から緩衝部材が位置する側に軸方向に先端に向かって細くなるテーパ形状とし、
   前記緩衝部材は、複数個の円弧状ブロックを連結することにより全体的には環状に構成され、
   前記出力プレートは、その中央には、出力軸を位置決めして固定する出力軸結合部を備え、かつ、緩衝部材が位置する側の円板状部裏面に等間隔に複数個の緩衝部材圧縮部を一体に形成し、該緩衝部材圧縮部は、円板状部から緩衝部材側に軸方向に先端に向かって細くなるテーパ形状とした、
   ことから成る減速機付モータ。
2. 前記ウォームホイールのリブ及び前記出力プレートの緩衝部材圧縮部のテーパ形状のテーパ角度がそれぞれ４度〜１５度の範囲内にある請求項１に記載の減速機付モータ。
3. 前記ウォームホイールの複数個のリブは、それぞれ径方向の中央近くで分離された外周側リブと内周側リブによって対構成にされて、内周環の外周側に連結されている内周側リブ及び外周環の内周側に連結されている外周側リブは、いずれも中央近くの分離端側に向けてテーパ形状にすることにより、分離端側でリブ幅を最も狭くし、
   前記緩衝部材の複数個のブロックは、径方向の中央近くに位置する連結部によって連結され、
   前記出力プレートの緩衝部材圧縮部は、それぞれ径方向の中央近くで分離された外周側圧縮部と内周側圧縮部によって対にして構成されて、いずれも中央近くの分離端側に向けてテーパ形状にすることにより、分離端側で、圧縮部幅が最も狭くなっている請求項１に記載の減速機付モータ。
4. 前記ウォームホイール及び前記出力プレートが位置する側の前記円弧状ブロックの両面には、突起状の凸部が形成されている請求項１に記載の減速機付モータ。
   

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