JPH0719652U - 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（円弧歯形系線接触歯車）を
用いた車両用パワーユニットの出力歯車と入力歯車の軸
間距離を精確に定めてその効果を充分に発揮させる。 【構成】 電動モーター２５を減速機ケース２６に連結
して電動モーター２５の出力軸と連動する回転車に出力
歯車１２を設け、該出力歯車１２をリクライニング装置
１の入力歯車１３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１２及び入力歯車１３を円弧歯形
系線接触歯車で形成し、該歯車１２，１３の両方が噛合
した状態で回転可能に軸支したプレート１４からなるギ
ヤユニット１５を、前記減速機ケース２６とリクライニ
ング装置１との間に、電動モーター２５の回転をリクラ
イニング装置１の偏心シャフト２３に入力可能に挟持し
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（円弧歯形系線接触歯車）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 に定めてその効果を充分に発揮する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形成し、該歯車の両方が噛合した状態で回転可 能に軸支したプレートからなるギヤユニットを、前記減速機ケースと被駆動側と の間に挟持して、電動モーターの回転を被駆動側に入力可能にしたことを特徴と する。

【００１４】

【作用】

プレートに出力歯車と入力歯車が予め軸間距離を精確にして一体的に回転可能 に組み込まれたギヤユニットが形成されているから、このギヤユニットを車両用 パワーユニットと被駆動側間に挟持して連結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を介して 組み付けられる。そして、リクライニング装置１と車両用パワーユニット２との 間には出力歯車１２と入力歯車１３を回転可能にプレート１４に軸支したギヤユ ニット１５が介在する。

【００１６】 出力歯車１２と入力歯車１３は円弧歯形系線接触歯車からなり、図２に示すよ うに、出力歯車１２はプレート１４に形成したボス部１６に挿通されて鍔部１７ とＣリングやＥリング等の止め輪１８で抜け止めする軸１９に形成され、入力歯 車１３はプレート１４に形成したボス部２０に挿通されて止め輪２１で抜け止め する軸２２に係合している。軸１９は減速機ケース２６に回転可能に収納された ウォームホイール２８の軸穴２９に係合し、軸２２にはリクライニング装置１の 偏心シャフト２３を係合する軸穴２４が穿設されている。プレート１４は軸１９ ，２２間を結ぶ所定幅の直線状の板体であり、したがって、軸１９，２２間の距 離は精確に定められる。軸１９と軸穴２９及び偏心シャフト２３と軸穴２４の係 合は、セレーション係合か、若しくは断面小判型、多角形又は欠円形等の異形断 面で行う。

【００１７】 なお、図２のギヤユニット１５は軸１９，２２が片持ち式であるから、これら の軸を両持ち式にして強度を増すために、図３及び図４に示すように、軸１９， ２２の両端部をそれぞれプレート１４，１４ａに嵌合し、複数本の段付きピン１ ４ｂにて締結して挟持し、プレート１４，１４ａの間に出力歯車１２と入力歯車 １３をそれぞれ回転自在に軸１９，２２に係合して介在させたギヤユニット１５ ａとしてもよい。なお、このプレート１４、１４ａは図３に示すように、入力歯 車１３の周縁を覆う扇形若しくは円形としてカバーを兼ねさせることとしてもよ い。

【００１８】 車両用パワーユニット２は電動モーター２５とこれに連結された減速機ケース ２６とからなり、減速機ケース２６は出力軸としてのウォーム軸２７を回転自在 に収納したケース部２６ａとウォーム軸２７と噛合する回転車としてのウォーム ホイール２８を収納したケース部２６ｂ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２６ａにはブラケット６，８が、また、ケース部２６ｂには ブラケット７が一体形成されている。

【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、偏心シャフト２３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２３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２３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２３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２３の他方の端部を軸着してなる。この入力歯車１３には車両用パワ ーユニット２の出力歯車１２が噛合する。

【００２１】 そこで、リクライニング装置１に車両用パワーユニット２を取り付けるには、 軸穴２４を偏心シャフト２３に、また、出力軸１９を軸穴２９に嵌合してギヤユ ニット１５（又は１５ａ）をリクライニング装置１と車両用パワーユニット２間 に挟んで後、ブラケット３，４，５，６，７，８の合致する透孔３ａ，６ａ、４ ａ，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を噛合し て回転自在に軸支したプレートからなるギヤユニットを構成したから、被駆動側 に車両用パワーユニットを組付ける作業が簡便容易となるとともに、両歯車の軸 間距離が精確に定められ、したがって、ロジックスギヤを用いてその効果を充分 に発揮できる車両用パワーユニットを構成できる。

【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】他の例を示す図２同様の側面図。

【図４】図３の部分斜視図。

【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…出力歯車 １３…入力歯車 １４，１４ａ…プレート １５，１５ａ…ギヤユニット １９，２２…軸 ２３…偏心シャフト ２４，２９…軸穴 ２５…電動モーター ２６…減速機ケース

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【手続補正書】

【提出日】平成５年１０月２１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図５】

Claims (1)

【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形成し、該歯車の両方が噛合
   した状態で回転可能に軸支したプレートからなるギヤユ
   ニットを、前記減速機ケースと被駆動側との間に挟持し
   て、電動モーターの回転を被駆動側に入力可能にしたこ
   とを特徴とする車両用パワーユニット。