(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ軸に圧入固定されたウォームとウォームホイールを備えるウォーム減速機を介して、小型モータからの駆動トルクを出力するウォーム減速機付小型モータにおいて、
前記ウォーム減速機は、前記ウォームホイールを含む一段目ギア構成に噛み合わせる二段目ギア構成を備え、かつ、該二段目ギア構成の軸位置を前記一段目軸位置に対してモータ側に配置して、この二段目ギア構成の中心に結合した出力軸から外部にトルクを取り出すように構成し、
前記一段目ギア構成の軸受中心位置を、前記ウォーム軸と前記二段目ギア構成の軸に対し調整可能にするための軸受スリーブを一段目ギア構成の軸受部に設け、該軸受スリーブの外周面が、回転する一段目ギア構成の軸受として機能し、
前記軸受スリーブは、少なくともハウジングに設けられた一段目ギア構成の軸に対して係止される内径部及び一段目ギア構成を軸受けする外径を備え、その内径中心に対し、外径中心が位置調整量だけ偏芯しており、この偏芯量が、所望の軸間距離調整量に相当させることにより適正な軸間距離を確保した、
ことを特徴とするウォーム減速機付小型モータ。
【請求項２】
モータ軸に圧入固定されたウォームとウォームホイールを備えるウォーム減速機を介して、小型モータからの駆動トルクを出力するウォーム減速機付小型モータにおいて、
前記ウォーム減速機は、前記ウォームホイールを含む一段目ギア構成に噛み合わせる二段目ギア構成を備え、かつ、該二段目ギア構成の軸位置を前記一段目軸位置に対してモータ側に配置して、この二段目ギア構成の中心に結合した出力軸から外部にトルクを取り出すように構成し、
前記一段目ギア構成の軸受中心位置を、前記ウォーム軸と前記二段目ギア構成の軸に対し調整可能にするための軸受スリーブを一段目ギア構成の軸受部に設け、該軸受スリーブの外周面が、回転する一段目ギア構成の軸受として機能し、
前記軸受スリーブは、少なくともハウジングに設けられた一段目ギア構成の軸に対し、調整に必要な長さのクリアランスを見込んだ内径部及び一段目ギア構成を軸受けする外径部を備え、所望の軸間距離になる回転位置で固定したことにより適正な軸間距離を確保した、
ことを特徴とするウォーム減速機付小型モータ。
【請求項３】
前記軸受スリーブの内径部と一段目ギア構成の軸との間のクリアランスに、充填剤を充填させた請求項２に記載のウォーム減速機付小型モータ。
【請求項４】
前記一段目ギア構成は、前記二段目ギア構成と噛み合うヘリカルギアと前記ウォームホイールとを一体に組み合わせたものから成る請求項１又は２に記載のウォーム減速機付小型モータ。
【請求項５】
モータ軸に圧入固定されたウォームとウォームホイールを備えるウォーム減速機を介して、小型モータからの駆動トルクを出力するウォーム減速機付小型モータの製造方法において、
前記ウォーム減速機は、前記ウォームホイールを含む一段目ギア構成に噛み合わせる二段目ギア構成を備え、かつ、該二段目ギア構成の軸位置を前記一段目軸位置に対してモータ側に配置して、この二段目ギア構成の中心に結合した出力軸から外部にトルクを取り出すように構成し、
少なくともハウジングに設けられた一段目ギア構成の軸に対して係止される内径部及び外周面が回転する一段目ギア構成の軸受として機能する外径部を備え、その内径中心に対し、外径中心が偏芯する偏芯量が少しずつ異なる複数種の軸受スリーブを用意し、
前記二段目ギア構成及び前記ウォームに対する前記一段目ギア構成の軸間距離を測定して、その軸間距離に対応した最適偏芯量の軸受スリーブを、前記複数種の軸受スリーブの中から選択して、前記一段目ギア構成の軸に取り付け、
前記一段目ギア構成の軸受中心位置を、前記ウォーム軸と前記二段目ギア構成の軸に対し適正に調整する、ことを特徴とするウォーム減速機付小型モータの製造方法。
【請求項６】
モータ軸に圧入固定されたウォームとウォームホイールを備えるウォーム減速機を介して、小型モータからの駆動トルクを出力するウォーム減速機付小型モータの製造方法において、
前記ウォーム減速機は、前記ウォームホイールを含む一段目ギア構成に噛み合わせる二段目ギア構成を備え、かつ、該二段目ギア構成の軸位置を前記一段目軸位置に対してモータ側に配置して、この二段目ギア構成の中心に結合した出力軸から外部にトルクを取り出すように構成し、
少なくともハウジングに設けられた一段目ギア構成の軸に対し、調整に必要な長さのクリアランスを見込んだ内径部及び外周面が回転する一段目ギア構成の軸受として機能する外径部を備える軸受スリーブを、所望の軸間距離になる位置で前記一段目ギア構成の軸に仮固定し、
該軸と前記軸受スリーブ間のクリアランスに充填剤を充填後硬化させることにより所望の位置で軸受スリーブを固定し、適正な軸間距離を確保したことを特徴とするウォーム減速機付小型モータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車の電装装置の駆動用に使用されるウォーム減速機付小型モータにおいて、減速部の歯車の安定した噛み合いを実現させる軸受構造及びその製造方法に関するものである．
【０００２】
【従来の技術】
図６は従来より一般的に用いられている減速機付小型モータを例示する図であり、（Ａ）はウォーム減速機部分を断面で示す減速機付小型モータの全体図であり、（Ｂ）はウォーム部を拡大して示す断面図である。
【０００３】
図において，モータ部１はネジ１７を介して減速機部２に取付けられ，そのモータ軸３の先端部は軸受１８で軸止されている。ウォーム４は，図１（Ｂ）に図示されている如く，上記モータ軸３に嵌合するウォーム嵌合孔１９を備え，当該ウォーム嵌合孔１９において上記モータ軸３に形成されているナール加工部２０でモータ軸３に圧入固定される構造が用いられている。
【０００４】
ウォーム４にはウォームホイールを構成するヘリカルギア１０が噛み合わされているので，モータ部１から出力された駆動トルクは，モータ軸３からウォーム４に伝達され，減速機部２においてウォーム４からヘリカルギア１０に駆動トルクが伝わり，出力軸１６から外部にトルクが取り出される。
【０００５】
このような構成の減速機付小型モータは、構成がシンプルであるという特徴を有するものの、出力軸１６に接続された負荷（用途）によって要求される減速比を満足するためには、ヘリカルギア１０を所定サイズ以下に小さく構成することはできず、それゆえ、減速機付小型モータの軸長さを短くするには限界がある。要するに、用途によっては実装すべきスペース上の制約から、軸方向長さの短い減速機付小型モータが要求されるが、図６に例示した減速機付小型モータは、このような要求に応えることができない。また、軸方向長さが長くなることにより、モータ自体に標準品を使用することができず、特別規格のものを製造しなければならないという問題もある。
【０００６】
軸方向長さを短くするという要求に答えるためには、図６に示したような一段減速ではなく、二段減速することが考えられる。図７は、二段減速方式を説明するための概念図である。二段減速方式においては、モータ部から出力された駆動トルクは，モータ軸からウォームに伝達され，このウォームから一段目ギアに、そしてそこから二段目ギアに駆動トルクが伝わり，二段目ギアの中心に設けた出力軸から外部にトルクが取り出されることになる。
【０００７】
このような二段減速方式を採用する場合、ウォームと一段目ギアの間及び一段目ギアと二段目ギアの間の少なくとも２カ所にギアの噛合い部が形成され、また、適正に設定すべき軸間距離も２カ所（図中のＲ１及びＲ２）になる。そのため、ギアノイズや耐久性に関わる問題の解決のために、部品精度及び組立精度維持が一段減速方式に対し、更に一層要求されることになる。
【０００８】
一般的に、電装駆動用に使用されているウォーム減速機のギアモジュールにはｍ＝0 ．6 〜1 ．0 が採用されているが、量産レベルの寸法公差から考えたギアボックス、ウォームホイール及びヘリカルギアの成形精度、モータ軸受の同軸度及び、組立に必要なクリアランスによる組立精度のバラツキ等の誤差を集積すると、軸間距離方向にかなり大き目のバックラッシュを設定する必要がある。しかしながら、元々ギアモジュールが小さいため、バックラッシュを大きく取ると、耐久性が不足する。逆に耐久性を重視し、バックラッシュを小さくすると、うなり音などの異音が発生する等の問題が有り、生産性が非常に悪い。このような問題を解決することなくして二段減速方式を採用することはできない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
図８は、図７に示した１段目ギア中心（Ｃ１）近辺を拡大して示す図である。図示したように、ウォームと一段目ギア中心との間の距離（Ｒ１）及び一段目ギア中心と二段目ギア中心との間の距離（Ｒ２）に関して、それぞれ設計中央値の上下に許容されるべき公差範囲が存在する。ウォーム減速機を構成する各部品の寸法が、仮にそれぞれ設計中央値で製造された場合には、一段目ギア中心位置（Ｃ１）及び二段目ギア中心位置（Ｃ２）をそれぞれ設計位置に設定することにより、設計通りの最適の製品を組み立てることができる。しかし、各部品には量産レベルの寸法公差が避けられず、この場合、寸法公差内で製造されたとしても、各部品を一体に組み立てた際には、前述したような耐久性不足の問題或いは異音発生の問題を生じることとなる。
【００１０】
本発明は、各部品が設計中央値の通りに仕上げられた場合は勿論のこと、各部品が公差範囲内の寸法に仕上げられている限りこの寸法にバラツキがあっても、上述した耐久性不足とか異音発生の問題を生じることなく、一段目ギアを最適に位置決めするものである。ウォームと一段目ギア中心との間の距離（Ｒ１）及び一段目ギア中心と二段目ギア中心との間の距離（Ｒ２）が、例えば、図８に示すように、それぞれ公差範囲内でわずかに大きな寸法（Ｒ１'、Ｒ２'）になった場合、組立ての際に、一段目ギア中心をＣ１からＣ１'に移動させることにより、即ち、軸間距離を調整することにより上述した問題を解決することが可能となる。
【００１１】
このように、本発明は、二段減速方式を採用することにより減速機付小型モータの軸方向長さを短く構成し、かつ、二段減速方式の採用に伴う問題を解決することを目的としている。
【００１２】
そのため、本発明は、ギアボックス及びギアの寸法精度のバラツキに影響を受ける事無く、安定した噛合いが得られ、安定した低ノイズ及び耐久性を備えた二段減速方式の減速機付小型モータを提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明のウォーム減速機付小型モータは、モータ軸に圧入固定されたウォームとウォームホイールを備えるウォーム減速機を介して、小型モータからの駆動トルクを出力する。このウォーム減速機は、ウォームホイールを含む一段目ギア構成に噛み合わせる二段目ギア構成を備え、かつ、該二段目ギア構成の軸位置を前記一段目軸位置に対してモータ側に配置して、この二段目ギア構成の中心に結合した出力軸から外部にトルクを取り出すように構成する。一段目ギア構成の軸受中心位置を、ウォーム軸と二段目ギア構成の軸に対し調整可能にするための軸受スリーブを一段目ギア構成の軸受部に設けたことを特徴としている。
【００１４】
また、軸受スリーブは、少なくともハウジングに設けられた一段目ギア構成の軸に対して係止される内径部及び一段目ギア構成を軸受けする外径を備え、その内径中心に対し、外径中心が位置調整量だけ偏芯しており、この偏芯量が、所望の軸間距離調整量に相当させることにより適正な軸間距離を確保することができる。
【００１５】
また、軸受スリーブは、少なくともハウジングに設けられた一段目ギア構成の軸に対し、調整に必要な長さのクリアランスを見込んだ内径部及び一段目ギア構成を軸受けする外径部を備え、所望の軸間距離になる回転位置で固定したことにより適正な軸間距離を確保することができる。
【００１６】
また、本発明のウォーム減速機付小型モータの製造方法は、少なくともハウジングに設けられた一段目ギア構成の軸に対して係止される内径部及び一段目ギア構成を軸受けする外径部を備え、その内径中心に対し、外径中心が偏芯する偏芯量が少しずつ異なる複数種の軸受スリーブを用意する。次に、二段目ギア構成及びウォームに対する一段目ギア構成の軸間距離を測定して、その軸間距離に対応した最適偏芯量の軸受スリーブを、複数種の軸受スリーブの中から選択して、一段目ギア構成の軸に取り付ける。これによって、一段目ギア構成の軸受中心位置を、ウォーム軸と二段目ギア構成の軸に対し適正に調整する。
【００１７】
また、本発明のウォーム減速機付小型モータの製造方法は、少なくともハウジングに設けられた一段目ギア構成の軸に対し、調整に必要な長さのクリアランスを見込んだ内径部及び一段目ギア構成を軸受けする外径部を備える軸受スリーブを、所望の軸間距離になる位置で前記一段目ギア構成の軸に仮固定する。次に、該軸と軸受スリーブ間のクリアランスに充填剤を充填後硬化させることにより所望の位置で軸受スリーブを固定し、適正な軸間距離を確保する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、例示に基づき本発明を説明する。図１は、本発明を適用する減速機付小型モータの第１の例を示す図であり、（Ａ）は、モータシャフトを横方向にして見た一部断面で示す全体構成図であり、（Ｂ）は、その減速機部で切断した断面側面図である。図２は、図１に示す減速機付小型モータの全体斜視図であるが、動作の理解を容易にするために一部の構成の図示を省略している。図３は、（Ａ）一段目ギア構成、及び（Ｂ）軸受スリーブを取り出して示す拡大図である。
【００１９】
これら図において，モータ部１はネジを介して減速機部２に取付けられ，そのモータ軸３の先端部は係止部８で軸止されている。ウォーム４は、モータ軸３に嵌合するウォーム嵌合孔を備え，当該ウォーム嵌合孔において上記モータ軸３に圧入固定される。以上の構成自体は、従来より知られた公知の技術を用いて実現できる。
【００２０】
ウォーム４には一段目ギア構成（一段目の軸位置２３）が噛み合わされる。一段目ギア構成は、ウォームホイールを構成する単一のヘリカルギア１０によって構成することができ、このヘリカルギア１０に、直接二段目のヘリカルギア２１（二段目の軸位置２２）を噛み合わせることも可能であるが、例示の構成は、所定の減速比を達成するために、ウォームホイールを構成するヘリカルギア１０には、より少ない歯数のより小径のヘリカルギア１１を一体に結合して、このヘリカルギア１１に二段目のヘリカルギア２１を噛み合わせている。このようにヘリカルギア１１を一体に結合することにより、より大きな減速比が容易に達成できる。
【００２１】
二段目のヘリカルギア２１には、その中心に出力軸１６が結合される。モータ部１から出力された駆動トルクは，モータ軸３からウォーム４に伝達され、減速機部２においてウォーム４からヘリカルギア１０に、そしてそれと一体のヘリカルギア１１から二段目のヘリカルギア２１に駆動トルクが伝わり，出力軸１６から外部にトルクが取り出される。
【００２２】
このように、ウォーム４に噛み合わせる一段目のギア構成は、ウォームホイールを構成する単一のヘリカルギア１０によって、或いは図示したような一体構成のヘリカルギア１０とヘリカルギア１１によって構成することができるが、本発明は、以下説明するように、このような一段目のギア構成の軸受構成に特徴を有している。
【００２３】
一段目のギア構成の軸受部として、例示の構成は、合成樹脂製の減速機部ハウジング６と一体に形成される一段目の軸７に直接軸支させるのではなく、軸７と一段目ギア構成との間に軸受スリーブ５を介在させている。なお、この軸７は、ハウジング６側だけでなく、合成樹脂製にすることのできるカバー１２側にも設けることができる（図１（Ｂ）参照）。このように、例示の構成は、両方の軸が組み合わされて一つの軸として機能しているが、ハウジング６側のみに備えることは可能である。
【００２４】
軸受スリーブ５は、特に、図３（Ｂ）に見られるように、一段目の軸７に対して回り止めのされる内周面と、一段目ギア構成を摺動軸支して、それを軸受する外周面とを有する中空の円筒体構成にされる。なお、例示の構成は、ハウジング６側の軸と、カバー１２側の軸の径を異ならせたことに対応して、軸受スリーブもまた、径の異なる２つの円筒体を軸方向に組み合わせて構成しているが、軸７の外径及びそれに対応する軸受スリーブの内径、及び外径をそれぞれ、軸方向に同一径にすることが可能である。この軸受スリーブ５が最終的に組み立てられた際には、その内側の一段目の軸７に対して摺動して移動することがないように、回り止めの係止部８が設けられると共に、軸７の対応した位置に設けられる溝部に嵌合させられる。要するに、軸受スリーブ５が組み立てられた際には、その外周面が、軸７に代わって、回転する一段目ギア構成の軸受として機能する。その材質としては、軸受として用いうる材質、例えばカーボンファイバ混入の樹脂材料等を用いることができる。
【００２５】
また、この軸受スリーブ５は、その内径中心に対し、外径中心が偏芯している。即ち、軸受スリーブ５を構成する円筒体の壁厚さは、円周方向に一定ではなく、厚みの厚い壁部と薄い壁部が径方向に対峙している。この偏芯は、一段目の軸受中心位置をウォーム軸と二段目の軸に対し調整可能にするものであるから、その偏芯量は位置調整量に相当する。本発明は、このような軸受スリーブ５を用いることにより、所望の軸間距離調整量と同等の偏芯量を備えた軸受スリーブを組込んで、適正な軸間距離を確保したものである。
【００２６】
これを具体的に達成するために、まず、偏芯量が少しずつ異なる複数種の軸受スリーブを用意しておく。この複数種の中には、偏芯の無い軸受スリーブを含めることができる。そして、減速機付小型モータの組立の最終段階において、軸間距離を測定して、その軸間距離に対応した最適の偏芯量のものを、上記の複数の軸受スリーブの中から選択して取り付けることにより、軸間距離調整を行うことができる。
【００２７】
このような偏芯した軸受スリーブ５を取り付けた状態は、図１（Ａ）に最も明瞭に示されている。偏芯した軸受スリーブ５を用いることによる軸間距離の補正は、いわば、軸位置を固定したまま、実質上の回転中心を移動させることに相当するから、このような軸間距離の補正を行う前提として、二段目の軸位置が、一段目の軸位置に対し、モータ側に配置されていることが必要になる。
【００２８】
図４は、図１に示した減速機付小型モータのモータ部を例示する図であり、（Ａ）は、回転子シャフトを横方向にして見た正面図を示し、（Ｂ）には、エンドベル側から見た側面図を示している。図示したように、金属ケース２５は、金属材料により有底中空筒状に形成すると共に固定子磁極としてのマグネット２７が取り付けられる。また、金属ケース２５の外周にはヨーク２６が取り付けられる。回転子２８は、モータ軸３上に回転子磁極及び整流子２９を一体に組み付けて構成される。この回転子２８は、金属ケース底部とエンドベル３０とにそれぞれ設けられた軸受けによって回転可能に支持される。外部電源からブラシ及び整流子を介して供給された電流は、回転子磁極に巻かれた巻線に流れ、これによって、モータは回転することができる。
【００２９】
本発明の減速機付小型モータのモータ部としては、通常の構成の小型モータを使用することができ、また、本発明は、モータ部の構成自体を特徴とするものではないので、モータ部についてのこれ以上の説明は省略する。
【００３０】
図５は、本発明を適用する減速機付小型モータの第２の例を示す図であり、（Ａ）は、モータシャフトを横方向にして見た一部断面で示す全体構成図であり、（Ｂ）は、その断面側面図である。この第２の例は、軸受スリーブ５の取付方法が第１の例とは相違する。
【００３１】
例示の構成において、ハウジングに一体形成された一段目の軸７の位置は、一段目のギア構成の実際の回転中心よりも、ウォーム及び二段目の軸位置に近づく方向にオフセットされた位置に形成してある。前述した第１の例と同様に、一段目の軸７は、ハウジング６側だけでなく、カバー１２側にも形成されて、一体となって機能している。軸受スリーブ５は、第１の例と同様に偏芯構成を有しているが、しかし、その内部に位置する一段目の軸７との間に隙間（図５（Ａ）に充填剤９として示されている。）がある点で、第１の例とは異なっている。
【００３２】
このような軸受スリーブ５の取付は、まず、中空円筒体の壁厚の最も薄い薄肉部を軸７のオフセット方向に配置する。このため、オフセット方向とは反対側において、軸７の外径と軸受スリーブ５の内径間に空隙（クリアランス）ができる。このクリアランスの範囲内で調整することが可能となる。次に、軸受スリーブ５を回転させるにつれて、軸７のオフセット方向には、徐々に厚みを増した壁部が当接することになる。このようにして、軸受スリーブ５を回転させることにより、第１のギア構成の中心はオフセット方向とは反対側に移動して、軸間距離を調整することが可能になる。
【００３３】
具体的にこれを行うために、減速機部２のカバー１２に、カバー固定用のネジ１３を組み付ける穴と、軸間距離を調整するための６角穴１４が一体に設けけられる。ネジ１３を組み付ける穴から、軸受スリーブ５に設けられた軸間調整用の６角穴１４が覗くように配置されている。カバー１２を組み込み後、軸間調整用穴を回転させて、所望の位置に軸間位置を調整した後、固定用ネジ１３で仮固定し、充填剤注入口１５から充填剤（接着剤）を注入した後、乾換させて、軸受部を固定することができる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明は、二段減速方式を採用することによりウォーム減速機付小型モータの軸方向長さを短く構成することができ、これは言い換えると、モータとして標準品を採用することを可能にするので、低コスト化を図ることができる。
【００３５】
また、二段減速方式の採用に伴う問題を解決して、ギアボックス及びギアの寸法精度のバラツキに影響を受ける事無く、安定した噛合いが得られ、安定した低ノイズ及び耐久性を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用する減速機付小型モータの第１の例を示す図であり、（Ａ）は、モータシャフトを横方向にして見た一部断面で示す全体構成図であり、（Ｂ）は、その減速機部で切断した断面側面図である。
【図２】図１に示す減速機付小型モータの全体斜視図であるが、動作の理解を容易にするために一部の構成の図示を省略している。
【図３】（Ａ）一段目ギア構成、及び（Ｂ）軸受スリーブを取り出して示す拡大図である。
【図４】図１に示した減速機付小型モータのモータ部を例示する図であり、（Ａ）は、回転子シャフトを横方向にして見た正面図を示し、（Ｂ）には、エンドベル側から見た側面図を示している。
【図５】本発明を適用する減速機付小型モータの第２の例を示す図であり、（Ａ）は、モータシャフトを横方向にして見た一部断面で示す全体構成図であり、（Ｂ）は、その断面側面図である。
【図６】従来より一般的に用いられている減速機付小型モータを例示する図であり、（Ａ）はウォーム減速機部分を断面で示す減速機付小型モータの全体図であり、（Ｂ）はウォーム部を拡大して示す断面図である。
【図７】二段減速方式を説明するための概念図である。
【図８】図７に示した１段目ギア中心（Ｃ１）近辺を拡大して示す図である。
【符号の説明】
１  モータ部
２  減速機部
３  モータ軸
４  ウォーム
５  軸受スリーブ
６  ハウジング
７  一段目の軸
８  係止部
９  充填剤
１０  ウォームホイール（又はヘリカルギア）
１１  ヘリカルギア
１２  カバー
１３  カバー固定用ネジ
１４  軸間調整用穴
１５  充填剤注入口
１６  出力軸
１７  ネジ
１８  軸受
１９  ウォーム嵌合孔
２０  ナール加工部
２１  二段目のヘリカルギア
２２  二段目の軸位置
２３  一段目の軸位置
２５  金属ケース
２６  ヨーク
２７  マグネット
２８  回転子
２９  整流子
３０  エンドベル
【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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【図８】
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