(57)【要約】    【課題】  異音、振動の低減と小型化が可能なギヤ減速装置を提供すること。    【解決手段】  モータ１１と、モータ１１によって駆動される入力軸１４と、ヘリカルギヤであるギヤ部２１と、ギヤ部２１を軸方向に挟んで設けられる支持部２２とを有し、入力軸１４と一体に回転する入力ギヤ２０と、入力ギヤ２０の支持部２２を回転自在に支持する第２ケース８２と、入力ギヤ２０のギヤ部２１と噛み合い、第２ケース８２に収容され、第２ケース８２に回転自在に支持される出力ギヤ３０と、を備えるギヤ減速装置１０であって、入力ギヤ２０に固定され、入力ギヤ２０の軸方向に関して出力ギヤ３０と対向し、入力ギヤ２０の回転にともなって出力ギヤ３０からスラスト荷重が作用するカラー４０をさらに備える構成としたこと。【選択図】  図２
2008111489.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、
前記モータによって駆動される入力軸と、
ヘリカルギヤの歯部と、該歯部を介して軸方向の両側に設けられる支持部とを有し、前記入力軸と一体に回転する入力ギヤと、
前記入力ギヤの支持部を回転自在に支持するケースと、
前記入力ギヤの歯部と噛み合い、前記ケースに収容され、前記ケースに回転自在に支持される出力ギヤと、
前記ケース及び前記出力ギヤの何れか一方に保持され、前記出力ギヤ及び前記ケースの何れか他方と接触することで前記出力ギヤの揺動を防止する揺動防止部材と、
を備えるギヤ減速装置であって、
前記入力ギヤに固定され、前記入力ギヤの軸方向に前記出力ギヤと対向し、前記入力ギヤの回転にともなって前記出力ギヤからスラスト荷重が作用する荷重作用部材をさらに備えることを特徴とするギヤ減速装置。
【請求項２】
前記ヘリカルギヤは、転造により歯部を形成した後に、前記支持部が円柱状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のギヤ減速装置。
【請求項３】
前記ヘリカルギヤの歯数は少なくとも２であることを特徴とする請求項１記載のギヤ減速装置。
【請求項４】
前記荷重作用部材は、前記入力ギヤと同軸であることを特徴とする請求項１記載のギヤ減速装置。
【請求項５】
前記荷重作用部材は、環状であることを特徴とする請求項１記載のギヤ減速装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ギヤ減速装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１記載のギヤ減速装置及び車両用ドア開閉装置が知られている。このギヤ減速装置は、モータと、モータの回転によって回転される入力軸と、入力軸に固定された入力ギヤと、入力ギヤと噛合する中間ギヤと、中間ギヤと噛合する出力ギヤと、出力ギヤに固定された出力軸とを備えている。そして、このギヤ減速装置の出力軸とバックドアとが駆動アーム等によって連結されて車両用ドア開閉装置とされている。
【０００３】
この車両用ドア開閉装置では、モータが回転すると、ホイルギヤ、電磁クラッチを介して入力軸が回転し、この入力軸の回転が入力ギヤ、中間ギヤ、出力ギヤにより減速されて出力軸に伝達される。そして、出力軸に連結された駆動アーム等を介してバックドアが開閉される。
【特許文献１】特開２００４−１６２４３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記従来のギヤ減速装置では、減速のために入力ギヤ、中間ギヤ及び出力ギヤの３個のギヤを採用しているため、部品点数が多くなるのみならず、ギヤの噛み合い箇所も多くなる。部品点数が多くなることから、装置全体が大型化する上、重くなる。また、ギヤの噛み合い箇所が多くなることから、バックラッシによる異音、振動が発生する。
【０００５】
よって、本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、異音、振動の低減と小型化が可能なギヤ減速装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明にて講じた第１の技術的手段は、請求項１に記載の様に、モータと、前記モータによって駆動される入力軸と、ヘリカルギヤの歯部と、該歯部を介して軸方向の両側に設けられる支持部とを有し、前記入力軸と一体に回転する入力ギヤと、前記入力ギヤの支持部を回転自在に支持するケースと、前記入力ギヤの歯部と噛み合い、前記ケースに収容され、前記ケースに回転自在に支持される出力ギヤと、前記ケース及び前記出力ギヤの何れか一方に保持され、前記出力ギヤ及び前記ケースの何れか他方と接触することで前記出力ギヤの揺動を防止する揺動防止部材と、を備えるギヤ減速装置であって、前記入力ギヤに固定され、前記入力ギヤの軸方向に前記出力ギヤと対向し、前記入力ギヤの回転にともなって前記出力ギヤからスラスト荷重が作用する荷重作用部材をさらに備える構成としたことである。
【０００７】
次に、請求項２に記載の様に、ヘリカルギヤは、転造により歯部を形成した後に、支持部を円柱状に形成したことである。
【０００８】
ここで、請求項３に記載の様に、前記ヘリカルギヤの歯数を少なくとも２としたことである。
【０００９】
そして、請求項４に記載の様に、荷重作用部材は、入力ギヤと同軸としたことである。
【００１０】
さらに、請求項５に記載の様に、荷重作用部材は、環状としたことである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、荷重作用部材が入力ギヤに固定されるので、入力ギヤと出力ギヤとの間でスラスト荷重が支持される。したがって、ケースにおける入力ギヤ及び出力ギヤの支持部分に過大なスラスト荷重が作用しない。これにより、ケースにおいて必要とする強度がより低くてすみ、ケースの体格を小さくでき、ギヤ減速装置の小型化が可能となる。さらに、ヘリカルギヤを用いて減速機構が構成されるので、平歯車を用いる場合と比べてより少ない個数のギヤで所望の減速比を得ることができ、ギヤ減速装置の小型化が可能となる。
【００１２】
また、出力ギヤと荷重作用部材との間のクリアランスを小さく設定できるため、入力ギヤ、出力ギヤのバックラッシを減少し、ギヤ減速装置の作動にともなう異音、振動を低減できる。
【００１３】
次に、請求項２に記載の発明によれば、転造によりヘリカルギヤと支持部を一体に形成することによりヘリカルギヤの剛性が高くなる。そして、ヘリカルギヤの剛性が高くなることにより荷重作用部材を介してスラスト荷重がヘリカルギヤに作用しても、ヘリカルギヤの変形量は少なく、ギヤ減速装置の作動にともなう異音、振動を低減できる。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、ヘリカルギヤの歯数を少なくとも２以上にすることで、高い減速比とすることができ、ギヤの使用数を減らすことができ、ギヤ減速装置の小型化が可能となる。
【００１５】
そして、請求項４に記載の発明によれば、入力ギヤと荷重作用部材を同軸上に配設することにより、スラスト荷重が均等に入力ギヤ、荷重作用部材に加わるので、スラスト荷重による偏芯が少なく異音、振動が低減できる。
【００１６】
請求項５に記載の発明によれば、荷重作用部材を環状にすることで、出力ギアが荷重を加える点と荷重作用部材が荷重を受ける点の相対位置が、各々の回転位置に関わらず同じ位置になるので振動が低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係るギヤ減速装置１０の実施形態について、図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１はギヤ減速装置１０の実施形態である車両用ドア開閉装置７を装着した車両１の斜視図である。車両用ドア開閉装置７は、ギヤ減速装置１０と、動力伝達機構としてのアーム６、ジョイント５及びロッド４とを有している。ギヤ減速装置１０はアーム６に連結され、アーム６はジョイント５によってロッド４を介してバックドア２に連結されている。このアーム６が上下に揺動することによって、バックドア２が車両１の開口部１ａを開閉できる。また、バックドア２には、緩衝部材としてのダンパステー３が取り付けられている。
【００１９】
図２は、ギヤ減速装置１０の構造を示す図である。ギヤ減速装置１０は、第１ケース８１及び第２ケース８２を備えている。第１ケース８１には、ウォームホイールギヤ１２、電磁クラッチ１３及び入力軸１４が収納されている。第１ケース８１には、モータ１１が固定されている。ウォームホイールギヤ１２の歯部１２ａは、公知のウォームギヤを備えたモータ１１の出力軸（図示なし）に噛み合っており、モータ１１の駆動力によってウォームホイールギヤ１２が回転する。電磁クラッチ１３がＯＮの場合、ウォームホイールギヤ１２と入力軸１４とが接続され、ウォームホイールギヤ１２と入力軸１４は同じ回転速度で回転する。また、電磁クラッチ１３がＯＦＦの場合、ウォームホイールギヤ１２と入力軸１４は切断される。入力軸１４は、入力ギヤ２０と連結され、入力ギヤ２０と一体に回転する。
【００２０】
第２ケース８２には、出力ギヤ３０及び入力ギヤ２０が収納されている。出力ギヤ３０は、略円板形のヘリカルギヤである。出力ギヤ３０は、出力軸３１に固定されている。出力軸３１は、ラジアル軸受３２を介して、第２ケース８２に回転自在に支持されている。出力軸３１は、上述したアーム６（図１参照）に連結されている。出力ギヤ３０は、出力軸３１及びラジアル軸受３２を介して、第２ケース８２に回転自在に支持されている。出力ギヤ３０には、スペーサ３３（揺動防止部材）が取り付けられている。スペーサ３３は、耐摩耗性を有する部材で、例えばリング状の部材である。スペーサ３３は、第２ケース８２の内面に接触することで、第２ケース８２内での出力ギヤ３０の位置を規制する。
【００２１】
入力ギヤ２０は、略円柱状を成し、ヘリカルギヤであるギヤ部２１と、ギヤ部２１を軸方向（図２示左右方向）に挟んで設けられる支持部２２とを備えている。ギヤ部２１は、出力ギヤ３０と噛み合っている。入力ギヤ２０の支持部２２には、カラー４０（荷重作用部材）が固定されている。カラー４０は、円筒部４１と、つば部４２を備えている。円筒部４１は、入力ギヤ２０の支持部２２を取り囲むように支持部２２と同軸に配置される。円筒部４１は、圧入や焼きばめ等の手段により支持部２２に固定される。これにより、カラー４０が入力ギヤ２０に固定される。円筒部４１は、ラジアル軸受３４を介して、第２ケース８２に回転自在に支持されている。つまり、入力ギヤ２０の支持部２２は、カラー４０（円筒部４１）及びラジアル軸受３４を介して、第２ケース８２に回転自在に支持されている。
【００２２】
なお、カラー４０を入力ギヤ２０に固定するにあたっては、上述の手段（圧入や焼きばめ等）だけでなく、例えば図４に示す様に、入力ギヤ２０の支持部２２の外周面とカラー４０の円筒部４１の内周面にそれぞれねじを形成して両者をねじで締結する手段も適用できる。あるいは、図５に示す様に、入力ギヤ２０の支持部２２にカラー４０の円筒部４１を組み付けた後、支持部２１の外周面に周知のＣリング２３を取り付けてカラー４０を入力ギヤ２０に係止する手段も適用できる。
【００２３】
カラー４０において、つば部４２は、円筒部４１と一体に形成され、円筒部４１から径方向（図２示上下方向）に延在している。つば部４２は、入力ギヤ２０の軸方向に関して出力ギヤ３０を挟むように配置されている。つば部４２は、スラストワッシャ５０を保持し、入力ギヤ２０の軸方向に関して、スラストワッシャ５０を介して出力ギヤ３０と対向している。スラストワッシャ５０間の距離と出力ギヤ３０の厚さはほぼ同一か多少のクリアランスを持ち、出力ギヤ３０の回転トルクの損失に影響を与えない程度の寸法設定が好ましい。
【００２４】
図３（ａ）は、図２におけるスラストワッシャ５０およびその周辺の拡大図で、図３（ｂ）は図３（ａ）におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。スラストワッシャ５０は、耐摩耗性を有するリング状の部材である。スラストワッシャ５０として、金属製の基材にフッ素樹脂等がコーティングされたもの（複層ブッシュ）、樹脂材料のみで形成されるプレート状のもの、などが適用可能である。スラストワッシャ５０には、ピン孔５１が設けられる。ピン孔５１は、カラー４０のつば部４２に形成されたピン４３と係合する。これにより、スラストワッシャ５０のカラー４０に対する位置ズレが規制されている。なお、スラストワッシャ５０を設けずに、カラー４０のつば部４２に耐摩耗性を有する被膜を直接コーティングする構造も可能である。
【００２５】
次に、ギヤ減速装置１０の作動について説明する。電磁クラッチ１３がＯＮの状態下でモータ１１が作動すると、モータ１１で発生する駆動力がウォームホイールギヤ１２、電磁クラッチ１３を介して入力軸１４に伝達され、入力軸１４が駆動される。これにともなって入力軸１４と連結する入力ギヤ２０が回転し、入力ギヤ２０のギヤ部２１と噛み合う出力ギヤ３０が回転する。これにより、出力ギヤ３０に固定された出力軸３１が回転し、出力軸３１に連結されたアーム６（図１参照）が出力軸３１の軸回りに揺動する。アーム６はジョイント５によってロッド４を介してバックドア２に連結されているため、アーム６が出力軸３１の軸回りに揺動することにより、バックドア２が車両１の開口部１ａを開閉する。
【００２６】
モータ１１の作動にともなって入力ギヤ２０が回転する場合、入力ギヤ２０のギヤ部２１がヘリカルギヤであることから、入力ギヤ２０の回転にともなって、入力ギヤ２０（ギヤ部２１）と出力ギヤ３０との間で入力ギヤ２０の軸方向に力（以下、スラスト荷重）が作用する。入力ギヤ２０の回転にともなって出力ギヤ３０が回転する間、出力ギヤ３０に保持されたスペーサ３３は、第２ケース８２の内面に接触することで、スラスト荷重による出力ギヤ３０の揺動を防止する。本発明のギヤ減速装置１０においては、入力ギヤ２０にカラー４０が固定されているので、入力ギヤ２０の回転にともなって、出力ギヤ３０からカラー４０にスラストワッシャ５０を介してスラスト荷重が作用し、スラスト荷重の作用下で出力ギヤ３０とスラストワッシャ５０とが互いに摺動する。この構造によれば、入力ギヤ２０と出力ギヤ３０との間でスラスト荷重が支持されるので、第２ケース８２における入力ギヤ２０及び出力ギヤ３０の支持部分（ラジアル軸受３２、３４等）に過大なスラスト荷重が作用しない。したがって、第２ケース８２において必要とする強度がより低くてすみ、第２ケース８２の体格を小さくでき、ギヤ減速装置１０の小型化および製造コストの低減が可能となる。さらに、ヘリカルギヤを用いて減速機構が構成されるので、平歯車を用いる場合と比べてより少ない個数のギヤで所望の減速比を得ることができ、ギヤ減速装置１０の小型化が可能となる。本実施形態では、歯数が２のヘリカルギヤを用いたが、３以上の歯数を有するヘリカルギヤであっても、材質、歯面形状を考慮すれば、必要な強度と、高い減速比を有するギヤ減速装置とすることができる。
【００２７】
また、出力ギヤ３０とカラー４０（スラストワッシャ５０）との間のクリアランスを小さく設定できるため、入力ギヤ２０（ギヤ部２１）、出力ギヤ３０のバックラッシを減少し、ギヤ減速装置１０の作動にともなう異音、振動を低減できる。
【００２８】
以上の説明においては、カラー４０と第２ケース８２との間にラジアル軸受３４が設けられ、カラー４０と出力ギヤ３０との間にスラストワッシャ５０が設けられるが、ラジアル軸受３４とスラストワッシャ５０が設けられない構造も可能である。例えば、図６に示す様に、摺動部材（例えば、含油メタル、焼結摺動材、焼結金属）であるカラー４０が第２ケース８２によって直接支持され、出力ギヤ３０に取り付けられたスペーサ３５とカラー４０（つば部４２）とがスラスト荷重の作用下で互いに摺動する構造とする。つまり、スペーサ３５が、図２におけるスペーサ３３とスラストワッシャ５０の両方の機能を兼ねる構造である。この構造によれば、ラジアル軸受３４とスラストワッシャ５０が不要なので、部品点数が削減され、ギヤ減速装置１０の製造コストをさらに低減できる。なお、図２と図６においては、同じ符番であれば同じ部材（構造）を示す。
【００２９】
以上の説明においては、出力ギヤ３０にリング状のスペーサ３３が取り付けられるが、例えば、図７に示す様に、耐摩耗性を有する樹脂材料で形成されたスペーサ３６を第２ケース８２に取り付け、スペーサ３６が出力ギヤ３０に接触する構造も可能である。なお、図２と図７においては、同じ符番であれば同じ部材（構造）を示す。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】ギヤ減速装置１０の実施形態である車両用ドア開閉装置７を装着した車両１の斜視図。
【図２】ギヤ減速装置１０の構造を示す図。
【図３】図２におけるスラストワッシャ５０およびその周辺の拡大図。
【図４】カラー４０と入力ギヤ２０との固定態様の一例を示す図。
【図５】カラー４０と入力ギヤ２０との固定態様の一例を示す図。
【図６】ギヤ減速装置１０の他の実施形態を示す図。
【図７】ギヤ減速装置１０の他の実施形態を示す図。
【符号の説明】
【００３１】
１０  ギヤ減速装置
１１  モータ
１４  入力軸
２０  入力ギヤ
２１  ギヤ部（歯部）
２２  支持部
３０  出力ギヤ
３３  スペーサ（揺動防止部材）
４０  カラー（荷重作用部材）
８２  第２ケース（ケース）
【図１】
2008111489.tif 000003
【図２】
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【図３】
2008111489.tif 000005
【図４】
2008111489.tif 000006
【図５】
2008111489.tif 000007
【図６】
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【図７】
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