(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に連結されるハブと、該ハブの半径方向における外側に該ハブと同芯に配置され、かつ、外周に歯を形成したリムと、該リムと上記ハブに跨って形成したウェブとを備えた樹脂歯車であって、
上記ウェブの両面には、上記ハブと同芯に配置した複数の環状リブと、上記ハブと上記環状リブとの間に放射状に延出され、かつ、周方向に略等間隔で配置された複数の放射状リブと、上記環状リブ同士の間に放射状に延出され、かつ、周方向に略等間隔で配置された複数の放射状リブとが設けられており、
上記ウェブの両面のそれぞれにおいて、異なる円周上に配置された放射状リブ同士は周方向でオフセットして配置されており、
上記ウェブの一方の面に設けられた放射状リブ、及び上記ウェブの他方の面に設けられた放射状リブのうち、上記環状リブを介して異なる円周上に配置された放射状リブ同士は、上記環状リブとの交差箇所で上記ウェブの一方の面から他方の面に沿って段違いに形成されることにより、上記環状リブを介して半径方向で直線状に連なっていることを特徴とする樹脂歯車。
【請求項２】
請求項１記載の樹脂歯車において、上記ウェブの両面で上記リムと最外側の環状リブの間に周回溝を形成したことを特徴とする樹脂歯車。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の樹脂歯車において、上記ハブに回転軸をインサート成形したことを特徴とする樹脂歯車。
【請求項４】
モータの回転軸に形成したウォームと、該ウォームと噛合するウォームホイールとを備えた減速機構付き電動モータであって、
上記ウォームホイールとして、回転軸に連結されるハブと、該ハブの半径方向における外側に該ハブと同芯に配置され、かつ、外周に歯を形成したリムと、該リムと上記ハブに跨って形成したウェブとを備えた樹脂歯車を用い、
上記ウェブの両面には、上記ハブと同芯に配置した複数の環状リブと、上記ハブと上記環状リブとの間に放射状に延出され、かつ、周方向に略等間隔で配置された複数の放射状リブと、上記環状リブ同士の間に放射状に延出され、かつ、周方向に略等間隔で配置された複数の放射状リブとが設けられており、
上記ウェブの両面のそれぞれにおいて、異なる円周上に配置された放射状リブ同士は周方向でオフセットして配置されており、
上記ウェブの一方の面に設けられた放射状リブ、及び上記ウェブの他方の面に設けられた放射状リブのうち、上記環状リブを介して異なる円周上に配置された放射状リブ同士は、上記環状リブとの交差箇所で上記ウェブの一方の面から他方の面に沿って段違いに形成されることにより、上記環状リブを介して半径方向で直線状に連なっていることを特徴とする減速機構付き電動モータ。
【請求項５】
請求項４記載の減速機構付き電動モータにおいて、上記ウェブの両面で上記リムと最外側の環状リブの間に周回溝を形成したことを特徴とする減速機構付き電動モータ。
【請求項６】
請求項４または請求項５記載の減速機構付き電動モータにおいて、上記ハブに回転軸をインサート成形したことを特徴とする減速機構付き電動モータ。
【請求項７】
モータの回転軸に逆向きのねじれを持って形成した一対のウォームと、これらウォームのそれぞれと噛合した一対のウォームホイールと、これらウォームホイールに設けたピニオンのそれぞれと噛合した単一の出力ギヤとを備えた減速機構付き電動モータであって、
上記出力ギヤとして、回転軸に連結されるハブと、該ハブの半径方向における外側に該ハブと同芯に配置され、かつ、外周に歯を形成したリムと、該リムと上記ハブに跨って形成したウェブとを備えた樹脂歯車を用い、
上記ウェブの両面には、上記ハブと同芯に配置した複数の環状リブと、上記ハブと上記環状リブとの間に放射状に延出され、かつ、周方向に略等間隔で配置された複数の放射状リブと、上記環状リブ同士の間に放射状に延出され、かつ、周方向に略等間隔で配置された複数の放射状リブとが設けられており、
上記ウェブの両面のそれぞれにおいて、異なる円周上に配置された放射状リブ同士は周方向でオフセットして配置されており、
上記ウェブの一方の面に設けられた放射状リブ、及び上記ウェブの他方の面に設けられた放射状リブのうち、上記環状リブを介して異なる円周上に配置された放射状リブ同士は、上記環状リブとの交差箇所で上記ウェブの一方の面から他方の面に沿って段違いに形成されることにより、上記環状リブを介して半径方向で直線状に連なっていることを特徴とする減速機構付き電動モータ。
【請求項８】
請求項７記載の減速機構付き電動モータにおいて、上記ウェブの両面で上記リムと最外側の環状リブの間に周回溝を形成したことを特徴とする減速機構付き電動モータ。
【請求項９】
請求項７または請求項８記載の減速機構付き電動モータにおいて、上記ハブに回転軸をインサート成形したことを特徴とする減速機構付き電動モータ。
【請求項１０】
モータの回転軸に形成したウォームと、該ウォームと噛合するウォームホイールと、該ウォームホイールとクランク機構を介して連結したセクタギヤと、該セクタギヤと噛合した出力ギヤと、該出力ギヤとセクタギヤの回転軸同士を連結する連結部材とを備えた減速機構付き電動モータであって、
上記ウォームホイール及び／又は出力ギヤとして、回転軸に連結されるハブと、該ハブの半径方向における外側に該ハブと同芯に配置され、かつ、外周に歯を形成したリムと、該リムと上記ハブに跨って形成したウェブとを備えた樹脂歯車を用い、
上記ウェブの両面には、上記ハブと同芯に配置した複数の環状リブと、上記ハブと上記環状リブとの間に放射状に延出され、かつ、周方向に略等間隔で配置された複数の放射状リブと、上記環状リブ同士の間に放射状に延出され、かつ、周方向に略等間隔で配置された複数の放射状リブとが設けられており、
上記ウェブの両面のそれぞれにおいて、異なる円周上に配置された放射状リブ同士は周方向でオフセットして配置されており、
上記ウェブの一方の面に設けられた放射状リブ、及び上記ウェブの他方の面に設けられた放射状リブのうち、上記環状リブを介して異なる円周上に配置された放射状リブ同士は、上記環状リブとの交差箇所で上記ウェブの一方の面から他方の面に沿って段違いに形成されることにより、上記環状リブを介して半径方向で直線状に連なっていることを特徴とする減速機構付き電動モータ。
【請求項１１】
請求項１０記載の減速機構付き電動モータにおいて、上記ウェブの両面で上記リムと最外側の環状リブの間に周回溝を形成したことを特徴とする減速機構付き電動モータ。
【請求項１２】
請求項１０または請求項１１記載の減速機構付き電動モータにおいて、上記ハブに回転軸をインサート成形したことを特徴とする減速機構付き電動モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェブの両面に環状リブと放射状リブを備えた樹脂歯車と、この樹脂歯車を用いた減速機構付き電動モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
ワイパやスライドドアなどを駆動する車載用アクチュエータとして、モータ本体と減速機構を一体化した減速機構付き電動モータが使用されている。この種のモータは、軽量化の要請が強く、減速機構の歯車に樹脂製のものを用いている。しかし、樹脂製の歯車は剛性が小さいため、ウェブにリブを設けて補強している。例えば、特許文献１の樹脂歯車では、ウェブの両面に環状リブを複数形成するとともに、複数の放射状リブをハブから延出させて環状リブと連結している。また、溶融樹脂が冷却固化する際、放射状リブのヒケによりリムが内側へ引っ張られて、真円度が悪くなるのを防止するため、放射状リブを環状リブとの交差箇所で段違いに形成している。
【特許文献１】特開２００４−３３８１４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この樹脂歯車では、成形時に溶融樹脂が放射状リブに沿って流れ易くなるが、環状リブと交差する箇所で流動抵抗が大きくなるため、溶融樹脂がリムに到達する際の流速が周方向での差異を生じる。このため、強化繊維の配向性に乱れが生じ、溶融樹脂の冷却時の収縮差が大きくなり、リムの真円度が悪くなってしまう。
【０００４】
本発明の目的は、溶融樹脂の流れをスムーズにしてリムの真円度を高めることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の樹脂歯車は、回転軸に連結されるハブと、該ハブの半径方向における外側に該ハブと同芯に配置され、かつ、外周に歯を形成したリムと、該リムと上記ハブに跨って形成したウェブとを備えた樹脂歯車であって、上記ウェブの両面には、上記ハブと同芯に配置した複数の環状リブと、上記ハブと上記環状リブとの間に放射状に延出され、かつ、周方向に略等間隔で配置された複数の放射状リブと、上記環状リブ同士の間に放射状に延出され、かつ、周方向に略等間隔で配置された複数の放射状リブとが設けられており、上記ウェブの両面のそれぞれにおいて、異なる円周上に配置された放射状リブ同士は周方向でオフセットして配置されており、上記ウェブの一方の面に設けられた放射状リブ、及び上記ウェブの他方の面に設けられた放射状リブのうち、上記環状リブを介して異なる円周上に配置された放射状リブ同士は、上記環状リブとの交差箇所で上記ウェブの一方の面から他方の面に沿って段違いに形成されることにより、上記環状リブを介して半径方向で直線状に連なっていることを特徴とする。
【０００６】
上記ウェブの両面で上記リムと最外側の環状リブの間に周回溝を形成するのが好ましい。
【０００７】
上記ハブに回転軸をインサート成形するのが好ましい。
【０００８】
本発明の減速機構付き電動モータは、モータの回転軸に形成したウォームと、該ウォームと歯合するウォームホイールとを備えた減速機構付き電動モータであって、上記出力ギヤとして、上記ウォームホイールとして、回転軸に連結されるハブと、該ハブの半径方向における外側に該ハブと同芯に配置され、かつ、外周に歯を形成したリムと、該リムと上記ハブに跨って形成したウェブとを備えた樹脂歯車を用い、上記ウェブの両面には、上記ハブと同芯に配置した複数の環状リブと、上記ハブと上記環状リブとの間に放射状に延出され、かつ、周方向に略等間隔で配置された複数の放射状リブと、上記環状リブ同士の間に放射状に延出され、かつ、周方向に略等間隔で配置された複数の放射状リブとが設けられており、上記ウェブの両面のそれぞれにおいて、異なる円周上に配置された放射状リブ同士は周方向でオフセットして配置されており、上記ウェブの一方の面に設けられた放射状リブ、及び上記ウェブの他方の面に設けられた放射状リブのうち、上記環状リブを介して異なる円周上に配置された放射状リブ同士は、上記環状リブとの交差箇所で上記ウェブの一方の面から他方の面に沿って段違いに形成されることにより、上記環状リブを介して半径方向で直線状に連なっていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の減速機構付き電動モータは、モータの回転軸に逆向きのねじれを持って形成した一対のウォームと、これらウォームのそれぞれと噛合した一対のウォームホイールと、これらウォームホイールに設けたピニオンのそれぞれと噛合した単一の出力ギヤとを備えた減速機構付き電動モータであって、上記出力ギヤとして、回転軸に連結されるハブと、該ハブの半径方向における外側に該ハブと同芯に配置され、かつ、外周に歯を形成したリムと、該リムと上記ハブに跨って形成したウェブとを備えた樹脂歯車を用い、上記ウェブの両面には、上記ハブと同芯に配置した複数の環状リブと、上記ハブと上記環状リブとの間に放射状に延出され、かつ、周方向に略等間隔で配置された複数の放射状リブと、上記環状リブ同士の間に放射状に延出され、かつ、周方向に略等間隔で配置された複数の放射状リブとが設けられており、上記ウェブの両面のそれぞれにおいて、異なる円周上に配置された放射状リブ同士は周方向でオフセットして配置されており、上記ウェブの一方の面に設けられた放射状リブ、及び上記ウェブの他方の面に設けられた放射状リブのうち、上記環状リブを介して異なる円周上に配置された放射状リブ同士は、上記環状リブとの交差箇所で上記ウェブの一方の面から他方の面に沿って段違いに形成されることにより、上記環状リブを介して半径方向で直線状に連なっていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の減速機構付き電動モータは、モータの回転軸に形成したウォームと、該ウォームと噛合するウォームホイールと、該ウォームホイールとクランク機構を介して連結したセクタギヤと、該セクタギヤと噛合した出力ギヤと、該出力ギヤとセクタギヤの回転軸同士を連結する連結部材とを備えた減速機構付き電動モータであって、上記ウォームホイール及び／又は出力ギヤとして、回転軸に連結されるハブと、該ハブの半径方向における外側に該ハブと同芯に配置され、かつ、外周に歯を形成したリムと、該リムと上記ハブに跨って形成したウェブとを備えた樹脂歯車を用い、上記ウェブの両面には、上記ハブと同芯に配置した複数の環状リブと、上記ハブと上記環状リブとの間に放射状に延出され、かつ、周方向に略等間隔で配置された複数の放射状リブと、上記環状リブ同士の間に放射状に延出され、かつ、周方向に略等間隔で配置された複数の放射状リブとが設けられており、上記ウェブの両面のそれぞれにおいて、異なる円周上に配置された放射状リブ同士は周方向でオフセットして配置されており、上記ウェブの一方の面に設けられた放射状リブ、及び上記ウェブの他方の面に設けられた放射状リブのうち、上記環状リブを介して異なる円周上に配置された放射状リブ同士は、上記環状リブとの交差箇所で上記ウェブの一方の面から他方の面に沿って段違いに形成されることにより、上記環状リブを介して半径方向で直線状に連なっていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ウェブの一方の面に設けられた放射状リブ、及びウェブの他方の面に設けられた放射状リブのうち、異なる円周上に配置された放射状リブ同士が環状リブを介して半径方向で直線状に連なっているので、ウェブの両面の放射状リブの間を環状リブを経由して溶融樹脂が蛇行しながらながれるとともに、放射状リブと環状リブの交差する箇所での流動抵抗が減少し、溶融樹脂の流れが良くなり、リムに到達する際の流速が周方向で均一になる。この結果、強化繊維の配向性に乱れがなくなり、溶融樹脂の冷却時の収縮差が少なくなり、リムの真円度が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
図１は本発明の樹脂歯車を採用したワイパモータ（減速機構付き電動モータ）の断面図である。
【００１４】
このワイパモータ１１はモータ１２と減速機構１３を備え、これらを有底筒状のヨーク１４とギヤハウジング１５に収容してある。ヨーク１４の内面にはマグネット１６が固着してあり、その内側にアマチュア１７を収容配置してある。アマチュア１７は回転軸１８を備える。回転軸１８は軸受け１９,２０でヨーク１４に支持してある。回転軸１８の先端はギヤハウジング１５内に突出し、その先端を軸受け２１で支持してある。アマチュア１７のコイルにはブラシ２２と整流子２３を介して給電される。アマチュア１７はマグネット１６との間で生じる電磁力よって回転する。回転軸１８にはウォーム２４が形成してあり、このウォーム２４にウォームホイール２５を噛合させてある。つまり、モータ１２の回転は減速機構１３で減速されて回転軸２６から出力される。
【００１５】
図２はウォームホイール２５の正面図、図３はウォームホイール２５の背面図、図４は図２のＡ−Ａ線断面図である。
【００１６】
ウォームホイール２５は、炭素繊維等の強化繊維を含有する樹脂製のもので、回転軸２６に連結されるハブ２７と、外周に複数の歯２８を形成したリム２９と、リム２９とハブ２７に跨って形成したウェブ３０とを備えている。なお、ハブ２７には回転軸２６をインサート成形してある。
【００１７】
ウェブ３０の両面には、３つの環状リブ３１をハブ２７と同芯に形成してある。最外側の環状リブ３１とリム２９の間には周回溝３２を形成してある。この周回溝３２の幅は環状リブ３１の間隔よりも小さくしてある。さらに、ウェブ３０の両面には、ハブ２７から最外側の環状リブ３１に向かって放射状に延びる複数の放射状リブ３３が略等間隔で形成してある。放射状リブ３３は環状リブ３１との交差箇所で段違いに形成されている。詳しくは、放射状リブ３３は環状リブ３１を挟んで周方向に略半ピッチだけオフセットしている。さらに、ウェブ３０の両面にある放射状リブ３３は周方向に略半ピッチだけオフセットしている。つまり、ウェブ３０の両面にある放射状リブ３３が環状リブ３１を介して直線状に連なっている。なお、図２の一点鎖線枠Ｂ内は裏側の放射状リブ３３を点線で示してある。
【００１８】
図５と図６はウォームホイール２５の成形時の溶融樹脂の流れを説明する図である。
【００１９】
ウォームホイール２５の成形に際しては、図５に示すようにハブ２７の中央に配置したノズルＮから金型のキャビティ内に溶融樹脂を射出する。溶融樹脂はキャビティ内を外側へ向かって流れるが、その際、流動抵抗の小さい放射状リブ３３に沿って流れ易くなる。
【００２０】
従来は、ウェブ３０の両面の放射リブ３３が重なっていたので、図６(ｂ)に示すように、放射状リブ３３に沿った溶融樹脂の流れが環状リブ３１との交差箇所で方向を変えようとするため、流動抵抗が大きくなり、溶融樹脂がリム２９に到達する際の流速が周方向で差異を生じていた。この結果、強化繊維の配向性に乱れが生じ、溶融樹脂の冷却時の収縮差が大きくなり、リム２９の真円度が悪くなっていた。
【００２１】
これに対し、本実施形態のウォームホイール２５では、ウェブ３０の両面において、図２のように異なる円周上に位置する放射状リブ３３同士を周方向に略半ピッチだけオフセットさせてあるとともに、ウェブ３０の一方の面に設けられた放射状リブ３３、及びウェブ３０の他方の面に設けられた放射状リブ３３のうち、環状リブ３１を介して異なる円周上に配置された放射状リブ３３同士は、環状リブ３１との交差箇所でウェブ３０の一方の面から他方の面に沿って段違いに形成されることにより、環状リブ３１を介して半径方向で直線状に連なっているので、図５に示すようにウェブ３０の両面の放射リブ３３の間を溶融樹脂が蛇行しながら流れ、放射状リブ３３から環状リブ３１に向かう流れが抑制されて、図６(ａ)に示すように半径方向に沿った流れが促進される。つまり、放射状リブ３３と環状リブ３１の交差する箇所での流動抵抗が減少し、溶融樹脂の流れが良くなるため、リム２９に到達する際の流速が周方向で均一になる。この結果、強化繊維の配向性に乱れがなくなり、溶融樹脂の冷却時の収縮差が少なくなり、リムの真円度が向上する。
【００２２】
さらに、このウォームホイール２５では、ウェブ３０の両面でリム２９と最外側の環状リブ３１の間に周回溝３２を形成してあるので、溶融樹脂が冷却固化する際、放射状リブ３３のヒケによりリム２９が内側へ引っ張られるのを抑制でき、リム２９の真円度の一層の向上を図ることができる。この結果、歯２８の加工精度が格段に向上し、バックラッシュを小さくしてギヤノイズの低減を図ることができる。また、ハブ２７に回転軸２６をインサート成形してあるので、組立工数の低減にも役立つ。
【００２３】
ところで、本発明の樹脂歯車はワイパモータ１１のウォームホイール２５の他に次のような用途がある。
【００２４】
図７は本発明の樹脂歯車を用いた別のワイパモータを示している。なお、図１のワイパモータ１１と同一の構成要素は同一の符号を付してある。
【００２５】
このワイパモータ５０は、モータ１２の回転軸１８に逆向きのねじれを持って形成した一対のウォーム５１,５２と、これらウォーム５１,５２のそれぞれと噛合した一対のウォームホイール５３,５４と、これらウォームホイール５３,５４に一体に設けたピニオン５５,５６のそれぞれと噛合した単一の出力ギヤ５７とを備えている。つまり、回転軸１８に形成した逆向きのウォーム５１,５２にウォームホイール５３,５４を歯合させることで、回転軸１８に作用するスラスト反力を相殺している。このタイプのワイパモータ５０では、出力ギヤ５７に本発明の樹脂歯車を用いることができる。
【００２６】
図８は本発明の樹脂歯車を用いたリヤワイパモータを示している。なお、図１のワイパモータ１１と同一の構成要素は同一の符号を付してある。
【００２７】
このリヤワイパモータ６０は、モータ１２の回転軸１８に形成したウォーム６１と、このウォーム６１と噛合するウォームホイール６２と、このウォームホイール６２とクランク機構６３を介して連結したセクタギヤ６４と、このセクタギヤ６４と噛合した出力ギヤ６５と、出力ギヤ６５とセクタギヤ６４の回転軸同士を連結する連結部材６５と備えている。つまり、ウォームホイール６２が回転すると、セクタギヤ６４が出力ギヤ６５を中心として回動し、出力ギヤ６５が揺動回転することになる。このリヤワイパモータ６０では、ウォームホイール６２及び／又は出力ギヤ６５に本発明の樹脂歯車を用いることができる。
【００２８】
本発明は以上の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、以上の実施形態では、リム２９と最外側の環状リブ３１の間に周回溝３２を形成してあるが、この周回溝３２を省いて放射状リブ３３をリム２９に連結してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の樹脂歯車を採用したワイパモータの断面図である。
【図２】同ワイパモータで用いたウォームホイールの正面図である。
【図３】同ウォームホイールの背面図である。
【図４】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】成形時の溶融樹脂の流れを説明する図である。
【図６】成形時の溶融樹脂の流れを説明する図である。
【図７】本発明の樹脂歯車を用いた別のワイパモータを示す図である。
【図８】本発明の樹脂歯車を用いた別のワイパモータを示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
１１    ワイパモータ
１２    モータ
１３    減速機構
１４    ヨーク
１５    ギヤハウジング
１６    マグネット
１７    アマチュア
１８    回転軸
２２    ブラシ
２３    整流子
２４    ウォーム
２５    ウォームホイール
２６    回転軸
２７    ハブ
２８    歯
２９    リム
３０    ウェブ
３１    環状リブ
３２    周回溝
３３    放射状リブ
５０    ワイパモータ
５１    ウォーム
５２    ウォーム
５３    ウォームホイール
５４    ウォームホイール
５５    ピニオン
５６    ピニオン
５７    出力ギヤ
６０    リヤワイパモータ
６１    ウォーム
６２    ウォームホイール
６３    クランク機構
６４    セクタギヤ
６５    出力ギヤ
６５    連結部材
Ｎ    ノズル
【図１】
0004938578.tif 000002
【図２】
0004938578.tif 000003
【図３】
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【図４】
0004938578.tif 000005
【図５】
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【図６】
0004938578.tif 000007
【図７】
0004938578.tif 000008
【図８】
0004938578.tif 000009