(57)【要約】【課題】インサート成型する樹脂部に組み合わせる出力軸固定金具としての金属プレートを小さくすることを可能にして、出力プレートの軽量化及び小型化を図る。【解決手段】減速機部の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が、金属プレートと、該金属プレートの内周側を除いてそれを覆うようにして一体にインサート成型した樹脂部とから構成される。この樹脂部は、緩衝部材が位置する円板状部裏面側に等間隔に複数個の緩衝部材圧縮部を一体に形成する。金属プレートは、外周側にセレーションが設けられた全体的には円板形状に構成し、そして、外周と内周の中間部に円周状に、複数個の回り止め穴部を設ける。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項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、
前記出力プレートは、金属プレートと、該金属プレートの内周側を除いてそれを覆うようにして一体にインサート成型した樹脂部とから構成され、
該樹脂部は、緩衝部材が位置する円板状部裏面側に等間隔に複数個の緩衝部材圧縮部を一体に形成し、
前記金属プレートは、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、外周側にはセレーションが設けられた全体的には円板形状に構成し、そして、外周と内周の中間部に円周状に、複数個の回り止め穴部を設けた、
ことから成る減速機付モータ。
【請求項２】
前記金属プレートは、一体成形のための金型用の複数個の位置決め穴部を、前記複数個の回り止め穴部が配列される円周径よりも小径の円周上に配置した請求項１に記載の減速機付モータ。
【請求項３】
前記複数個の位置決め穴部のそれぞれの間に、等間隔に前記回り止め穴部を設け、該回り止め穴部の径方向中心線を、外周側セレーション山の径方向中心線と一致させ、かつ、緩衝部材圧縮部の中心線と重なる箇所には、回り止め穴部は設けず、代わりに、この位置には前記位置決め穴部を配置した請求項２に記載の減速機付モータ。
【請求項４】
前記位置決め穴部の径方向外側位置で、セレーション山を除去して、前記緩衝部材圧縮部を位置させるために、その部分は、外周側のセレーションの歯底円より小径にまで除去する円弧状とした請求項３に記載の減速機付モータ。
【請求項５】
前記金属プレートの外径は前記出力軸の外径の2.0〜2.5倍の範囲にある請求項１に記載の減速機付モータ。
【請求項６】
前記金属プレートの打ち抜き加工時に生じる外周部のダレ側を、出力プレートの前記緩衝部材圧縮部を有する面側にし、かつ、この緩衝部材圧縮部を有する面とは反対方向に外周部のバリ側を配置した請求項１に記載の減速機付モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、減速機部の出力軸を固定する出力プレートが、金属プレートと、それを覆うようにして一体にインサート成型した樹脂部とから構成される減速機付モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
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ている。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。
【０００３】
従来、このような出力プレートは、金属プレートを打抜き加工して、緩衝部材圧縮部として中空円柱をバーリング加工することにより、構成されていた。しかし、出力プレート全体が金属なので重くなり、軽量化できないという問題がある。
【０００４】
また、鋼板部と樹脂部を別体品として製造し、これらを組み合わせて用いることも知られている（特許文献１参照）。図７は、特許文献１に開示の出力プレートを示す図である。図示の出力プレートは、樹脂製のアウタハブと、金属製の板状のインナハブの組み合わせによって構成されている。アウタハブの上面に、凹溝状をなすインナハブ係合部が形成されている。インナハブ係合部には、インナハブが落とし込まれることによって、アウタハブの回転方向にインナハブが結合される。インナハブの中央部には、ロレット状にされている出力軸結合部が形成されている。しかし、このような組み合わせ出力プレートは、組込み時の隙間によって、円周方向のガタが発生する。このガタはモータ反転時の異音となる。また、樹脂部（インナハブ）に厚さが必要となり、小型化が出来ない。
【０００５】
さらに、外周部に歯部を設けた金具を中央にして、樹脂によりインサート成型することにより出力プレートを構成することができるが、しかし、インサート出力プレートは、インサート金具の外径が大きくなり、金具材質が金属（鋼板）であることから必然的に重くなるという問題がある。
【特許文献１】特開２００３−１３９８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、係る問題点を解決して、インサート成型する樹脂部に組み合わせる出力軸固定金具としての金属プレートを小さくすることを可能にして、出力プレート全体の軽量化及び小型化を図ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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。出力プレートは、金属プレートと、該金属プレートの内周側を除いてそれを覆うようにして一体にインサート成型した樹脂部とから構成される。この樹脂部は、緩衝部材が位置する円板状部裏面側に等間隔に複数個の緩衝部材圧縮部を一体に形成する。金属プレートは、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、外周側にはセレーションが設けられた全体的には円板形状に構成し、そして、外周と内周の中間部に円周状に、複数個の回り止め穴部を設ける。
【０００８】
また、金属プレートは、一体成形のための金型用の複数個の位置決め穴部を、複数個の回り止め穴部が配列される円周径よりも小径の円周上に配置する。複数個の位置決め穴部のそれぞれの間に、等間隔に回り止め穴部を設け、該回り止め穴部の径方向中心線を、外周側セレーション山の径方向中心線と一致させ、かつ、緩衝部材圧縮部の中心線と重なる箇所には、回り止め穴部は設けず、代わりに、この位置には位置決め穴部を配置する。位置決め穴部の径方向外側位置で、セレーション山を除去して、緩衝部材圧縮部を位置させるために、その部分は、外周側のセレーションの歯底円より小径にまで除去する円弧状とする。
【０００９】
金属プレートの外径は出力軸の外径の2.0〜2.5倍の範囲にある。金属プレートの打ち抜き加工時に生じる外周部のダレ側を、出力プレートの緩衝部材圧縮部を有する面側にし、かつ、この緩衝部材圧縮部を有する面とは反対方向に外周部のバリ側を配置する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、インサート成型する樹脂部に組み合わせる出力軸固定金具を小さくして、出力プレート全体の軽量化及び小型化を図ることができる。出力プレート外周部のセレーションだけでなく複数の回り止め穴部に入り込んだ樹脂が、円周方向の回り止めとして機能し、さらに、回り止め穴部に入り込んだ樹脂は緩衝部材が圧縮されたとき出力プレートを持上げる方向に掛かる力に耐えることができる。
【００１１】
これによって、出力軸固定金具としての金属プレート外径を出力軸径の2.5倍以下（2.0〜2.5倍）と小さく出来るため、全体が金属プレートで構成される従来品質量の約24g、外周部のみで回り止め機能を達成するインサート品質量の約15gに対して、本発明によれば、約9gにまで軽量化を図ることができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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、出力プレートの金属プレートが固定されている。即ち、この出力プレート結合部は、後述する金属プレートのスプライン形状に噛合する形状を有して、円周方向の回り止めを形成している。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。
【００１５】
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。
【００１６】
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、そしてそれぞれ連結底部に一体に連結されている。内周側リブ及び外周側のリブは、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。
【００１７】
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とするよう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個の緩衝部材圧縮部が交互に配置されることになる。
【００１８】
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（例えば、ガラス入りナイロン製）により中央の金属プレート（例えば、鋼板製）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。
【００１９】
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。なお、緩衝部材圧縮部は、内周側と外周側にそれぞれ分割した３個として例示したが、４個以上でも良いし、必ずしも分割構成にする必要もない。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、これら緩衝部材圧縮部は、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。
【００２０】
図６は、図５に示した金属プレートを詳細に示す図であり、（Ａ）は正面図を、（Ｂ）は側面図を、（Ｃ）は正面から見た斜視図をそれぞれ示している。図示の金属プレートは、内周側に、出力軸が係合する出力軸結合部とするためにスプライン形状とし、かつ、外周側にはセレーション（波形の歯部）が設けられた全体的には円板形状に構成されている。なお、トルク伝達用に備えられるスプライン形状は、例示したような矩形凹部に形成した溝形状だけでなく（角度ピッチ６０度として例示）、セレーション形状でもよい。さらに、樹脂の食い込みを良くするために、金属プレート面上には、細かな凹凸（いわゆる星打ち加工）を施すことができる。金属プレートの最外径は、軽量化を図りつつも出力軸固定強度を維持するために、出力軸径の２倍以上2.5倍以下が望ましい。
【００２１】
図示の金属プレートには、外周と内周の中間部に円周状に、金型から出ているピンが差し込まれる複数個（３個として例示）の位置決め穴部が等間隔に設けられ、さらに、この位置決め穴部の間には、等間隔に複数個（角度ピッチ３０度で３箇所ずつの全体で９箇所設けられるとして例示）の回り止め穴部が設けられている。回り止め穴部の径方向中心線はセレーション山（波形歯部の頂部）の径方向中心線と一致させ、内周側圧縮部（図５参照）の中心線と重なる箇所には、回り止め穴部は設けず、代わりに、この位置には、一体成形のための金型用の位置決め穴部を配置する。
【００２２】
外周側のセレーションは、少なくとも回り止め穴部の径方向外側位置で、径方向外側に突出する山部を有するような同一ピッチ（15度ピッチとして例示）で形成され、山部先端と谷部はＲ面取りしている。回り止め穴部の角度ピッチ（ここでは30度）はセレーションの２倍としている。位置決め穴部の径方向外側位置で、山部（セレーション山）を除去し、その部分は円弧形状として、その底部は、歯底円（金属プレート中心から歯底までを半径とする仮想的な円）と同径以下にしている。これは、この除去位置より外側には内周側圧縮部を存在させるため、内周側圧縮部と金属プレートとの距離をできるだけ離し、ブロック圧縮時の、樹脂部と金属プレートの接合面に掛かる応力集中を防止し、樹脂の破断を防止するためである。この除去位置より外径側には、内周側圧縮部が位置することになる。同様な理由で、位置決め穴部をできるだけ内側に配置するため、回り止め穴部が配列される円周径よりも小径の円周上に配置した。
【００２３】
このように構成した金属プレートと樹脂とを一体にインサート成形する。この際、図５に例示したように、樹脂が金属プレートの内周側を除いてそれを両面から覆うようにする。出力プレートのおもて面側（図５（Ａ）参照）の内周側には、図２（Ａ）に示したように、ストップリング（Ｃ形留め輪）が位置することになるので、ストップリングの外径を越える部分を樹脂で覆う。出力プレートの裏面側（図５（Ｂ）参照）においては、少なくとも出力軸結合部を除いて樹脂で覆う。
【００２４】
金属プレートの打ち抜き加工時に生じる外周部のダレ側は（図６（Ｂ)参照）、出力プレートの圧縮部を有する面側にし、かつ、バリ側が、この圧縮部を有する面とは反対方向になる様に配置する。ダレ側は、必然的に角部が円弧状（Ｒ面）に形成されるので応力の集中を避けることができる。ダレは製造工程で生じるままとして良いが、あえてＲ（曲面）加工とすることもできる。その際、Ｒ寸法は0.4〜0.6mmが望ましい。又、金属プレートの両面にＲ加工を施せば、インサート成形時に表裏関係なく使用可能となる。このようにして、図５を参照して前述したような出力プレートを作成することができる。この出力プレートは、外周部のセレーション（歯部）だけでなく複数の回り止め穴部に入り込んだ樹脂が、円周方向の回り止めとして機能し、さらに、回り止め穴部に入り込んだ樹脂は緩衝部材が圧縮されたとき出力プレートを持上げる方向に掛かる力に耐えることができる。この構造とすることで、円周方向に10N・m（上限13N・m）のトルクを伝達することが可能となった。
【００２５】
減速機部の組み立てに際しては、ギヤケース内に、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、ギヤケース側から出力軸を挿通した後、出力プレートをギヤケー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る。この状態で、出力軸先端側のストップリング係合溝（図２（Ｂ）参照）に、ストップリングを係合させることにより、固定する。
【実施例】
【００２６】
出力軸及び金属プレートの一例は、以下の通りである。出力軸外径（Ａ）：φ11.0mm、金属プレート外径（Ｂ）：φ24.92 mmであり、金属プレート外径（Ｂ）／出力軸外径（Ａ）＝24.92÷11.0≒2.27倍である。
【００２７】
金属プレート（冷間圧延鋼板SPCC）の厚さｔ2.0mmで、焼入れ鋼板（硬度アップ）を使用することで、板厚を半分のt1.0mmとすることが出来、また、アルミ合金（更なる軽量化）を使用することで、板厚が1.5倍のt3.0mmとなる。回り止め穴部の穴径は金属プレート厚さｔ程度（0.9ｔ〜1.1ｔ）のφ2.5 mm、位置決め穴径はφ2.0 mmとしている。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】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。
【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。
【図３】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。
【図４】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。
【図５】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６】図５に示した金属プレートを詳細に示す図であり、（Ａ）は正面図を、（Ｂ）は側面図を、（Ｃ）は正面から見た斜視図をそれぞれ示している。
【図７】特許文献１に開示の出力プレートを示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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