(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記ゲートは、ゲートから前記ターミナルを前記載置用金型に押し付ける方向にかかる射出成形圧P1が、前記ターミナルの担持されている側から該ターミナルを前記載置用金型から離間させる方向にかかる射出成形圧P2よりも大きくなる位置に設けられていることを特徴とする請求項7に記載のギヤボックスの製造方法。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、前述のモータユニットは、モータとコネクタ部とがウォームホイールを収容するハウジングを挟んで反対側に設けられている。そのため、モータユニットの全長が長くなってしまう。
【0006】
また、コネクタ部からモータまでの給電経路を担うターミナルをハウジング内に設ける場合がある。この場合、ハウジングを製造してからターミナルをハウジング内の所定の位置に載置する方法が考えられるが、ハウジング内の載置部にターミナルを精度よく載置し固定することは容易ではない。そのため、ターミナルが設けられているハウジングの製造方法としては改善の余地がある。
【0007】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、新たな構造のギヤボックスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記課題を解決するために、本発明のある態様のギヤボックスは、モータが取り付けられる減速機のギヤボックス本体を備える。ギヤボックス本体は、減速機のウォームホイールが収容されるウォームホイール収容部と、モータの一部が収容され、モータ取付け開口部を有するモータ収容部と、を有している。モータ収容部は、ウォームホイール収容部の中心を通りモータシャフトの軸線と直交する直線L1と、ウォームホイール収容部の円形の外周壁のモータ側に近い外縁部を通る接線であってモータシャフトの軸線と直交する直線L2と、の間の領域にモータ収容部の底部が設けられている。
【0009】
この態様によると、ギヤボックス本体のウォームホイール収容部の中心にモータをより近付けることができるため、モータユニット全体を小型化できる。
【0010】
ギヤボックス本体は、外部端子が接続される給電開口部と、更に有しており、モータ取付け開口部および給電開口部は、ギヤボックス本体側面の同じ側に形成されていてもよい。これにより、モータや外部端子をギヤボックスに取り付ける際の作業性が向上する。
【0011】
ギヤボックス本体は、外部端子が接続される給電開口部と、を更に有しており、モータ取付け開口部および給電開口部は、ギヤボックス本体側面から互いに異なる方向に向かって開口するように形成されていてもよい。
【0012】
少なくとも一部がギヤボックス本体に埋設されるように、該ギヤボックスと一体化されているターミナルを更に備えてもよい。ターミナルは、モータ取付け開口部から露出するように配置されていてもよい。これにより、ギヤボックス内にターミナルを改めて配置する必要がなくなり、製造工程が簡略化できる。
【0013】
ターミナルは、ウォームホイール収容部の内周壁を迂回するように形成された湾曲部または切り欠き部を有してもよい。これにより、モータのケース端部が挿入される挿入部をギヤボックスの内部のより奥まった位置に設けることができる。また、ターミナルがウォームホイール収容部の内壁に露出しないようにレイアウトできる。
【0014】
本発明の別の態様は、ギヤボックスの製造方法である。この方法は、モータが取り付けられる減速機のギヤボックス本体を金型を用いて一体成形で製造するギヤボックスの製造方法であって、ギヤボックス本体の2つの開口部の間の導通を担うターミナルをインサート成形でギヤボックス本体と一体化する。
【0015】
この態様によると、ギヤボックス内にターミナルを改めて配置する必要がなくなり、製造工程が簡略化できる。
【0016】
2つの開口部は、モータのターミナルが挿入されるモータ取付け開口部、および、外部端子が接続される給電開口部であってもよい。これにより、ギヤボックス本体に別部品の給電コネクタやアダプタを組み込む必要がなくなり、部品を削減できる。また、各開口部がギヤボックス本体に一体的に形成されているため、部品間の接続部での気密性や防水性を考慮したパッキンやシール部材が必要なく、更に部品を削減できる。
【0017】
ターミナルを載置する載置用金型と、減速機のウォームホイールが収容されるウォームホイール収容部の外周壁を形成する収容部金型と、を用い、載置用金型に載置されたターミナルが収容部金型のウォームホイール収容部に対応する部分と接触しないように該ターミナルをインサート成形してもよい。これにより、ターミナルがウォームホイール収容部の内周側に露出することがなくなり、防水性や絶縁性の向上が図られる。
【0018】
載置用金型は、ターミナルの一方の側を担持し、収容部金型は、ターミナルの担持された側と反対側にゲートが設けられていてもよい。これにより、ゲートから流入した材料(例えば溶融樹脂)の流れによってターミナルが載置用金型に向かって押し付けられやすくなり、ターミナルを完全に固定しなくても成形時にターミナルが動くことが抑制される。また、ターミナルは載置用金型によって一方の側だけ担持されているため、他方の側は成形時に完全に覆われるため、載置や保持のためのピン等によってできた穴を埋める必要もない。
【0019】
ゲートは、ゲートからターミナルを載置用金型に押し付ける方向にかかる射出成形圧P1が、ターミナルの担持されている側から該ターミナルを載置用金型から離間させる方向にかかる射出成形圧P2よりも大きくなる位置に設けられていてもよい。これにより、例えば、金型によるキャビティの形状によってターミナルに複数の方向から射出成形圧がかかるような場合、ターミナルを完全に固定しなくても成形時にターミナルが動くことが抑制される。
【0020】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【0021】
本発明によれば、給電時の接続信頼性が高いターミナルを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【
図1】本実施の形態に係る減速機付DCモータを出力軸側から見た正面図である。
【
図2】本実施の形態に係るギヤボックスの要部を示す上面図である。
【
図3】
図2に示すギヤボックスをA方向から見た側面図である。
【
図4】
図3に示すギヤボックスのB−B断面図である。
【
図5】
図3に示すギヤボックスのC−C断面図である。
【
図6】本実施の形態に係る第1のインサートターミナルの斜視図である。
【
図7】
図7(a)は、
図6に示す第1のインサートターミナルをD1方向から見た上面図、
図7(b)は、
図6に示す第1のインサートターミナルをD2方向から見た側面図、
図7(c)は、
図6に示す第1のインサートターミナルをD3方向から見た側面図、
図7(d)は、
図6に示す第1のインサートターミナルをD4方向から見た側面図である。
【
図8】本実施の形態に係る第2のインサートターミナルの斜視図である。
【
図9】
図9(a)は、
図8に示す第2のインサートターミナルをD5方向から見た上面図、
図9(b)は、
図8に示す第2のインサートターミナルをD6方向から見た側面図、
図9(c)は、
図8に示す第2のインサートターミナルをD7方向から見た側面図、
図9(d)は、
図8に示す第2のインサートターミナルをD8方向から見た側面図である。
【
図10】
図10(a)は、ギヤボックス本体の外形を主として成形する固定金型の斜視図、
図10(b)は、ギヤボックス本体のウォームホイール収容部を主として成形する可動金型の斜視図、
図10(c)は、ギヤボックス本体の2つの開口部を主として成形するスライド金型の斜視図である。
【
図11】スライド金型を上方から見た斜視図である。
【
図12】2つのインサートターミナルが載置された状態のスライド金型の斜視図である。
【
図14】成形時のキャビティ内におけるゲートおよびインサートターミナルの位置と、成形時の樹脂の流れとの関係を模式的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
本発明に係るギヤボックスは、様々なモータの減速機に用いられるものであり、例えば、減速機付モータとして、車両のパワーウィンドウシステムやサンルーフ、パワーシート、ドアクロージャ等の自動車用電装機器に好適なものである。
【0024】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。また、以下に述べる構成は例示であり、本発明の範囲を何ら限定するものではない。
【0025】
(減速機付モータ)
図1は、本実施の形態に係る減速機付DCモータ100を出力軸側から見た正面図である。減速機付DCモータ100は、モータ10と、モータ10のシャフトに連結されている減速機12と、を備える。モータ10は、筒状のハウジング16を備える。減速機12は、ウォームホイールと、ウォームと、ウォームホイールやウォームを収容するギヤボックス17と、を有する。ギヤボックス17は、円筒状のギヤボックス本体18と、カバー19とを備える。外部から給電するためのコネクタ14部は、ギヤボックス本体18に一体成形により設けられている。
【0026】
(ギヤボックス)
図2は、本実施の形態に係るギヤボックスの要部を示す上面図である。
図3は、
図2に示すギヤボックスをA方向から見た側面図である。
図4は、
図3に示すギヤボックスのB−B断面図である。
図5は、
図3に示すギヤボックスのC−C断面図である。
【0027】
ギヤボックス17は、モータ10が取り付けられる減速機12のギヤボックス本体18を備える。ギヤボックス本体18は、減速機12のウォームホイールが収容されるウォームホイール収容部22と、モータの一部が収容され、モータ取付け開口部20を有するモータ収容部24と、を有する。モータ収容部24は、ウォームホイール収容部22の中心C1を通りモータシャフトの軸線Xと直交する直線L1と、ウォームホイール収容部22の円形の外周壁26のモータ側に近い外縁部26aを通る接線であってモータシャフトの軸線Xと直交する直線L2と、の間の領域にモータ収容部の底部が設けられている。
【0028】
これにより、ギヤボックス本体18のウォームホイール収容部22の中心C1にモータをより近付けることができるため、モータユニット全体を小型化できる。
【0029】
また、ギヤボックス本体18は、外部端子が接続される給電開口部28を有している。
図2乃至
図5に示すように、モータ取付け開口部20および給電開口部28は、ギヤボックス本体18側面の同じ側に一体形成されている。これにより、モータや外部端子をギヤボックスに取り付ける際の作業性が向上する。また、モータ取付け開口部20および給電開口部28がギヤボックス本体18を挟んで互いに反対側に設けられている場合と比較して、減速機付DCモータ100の全長を短くできる。
【0030】
なお、ギヤボックス本体が取り付けられる装置の構成や、組み立て性、外部端子の接続方向等を考慮して、モータ取付け開口部および給電開口部は、ギヤボックス本体側面から互いに異なる方向に向かって開口するように形成されていてもよい。この場合、モータ取付け開口部および給電開口部をギヤボックス本体側面の異なる側に設けてもよいし、モータ取付け開口部および給電開口部をギヤボックス本体側面の同じ側に設けつつ、開口部の向きは互いに異なるように形成してもよい。
【0031】
(インサートターミナル)
本実施の形態に係るギヤボックス17は、ギヤボックス製造時にインサート成形により一体化された2つのインサートターミナルを備えている。第1のインサートターミナル30は、
図4に示すように、モータ取付け開口部20に設けられている一方の接続部32aから、給電開口部28に設けられている接続部34までの間の導通を担うように配置されている。また、第2のインサートターミナル36は、
図5に示すように、モータ取付け開口部20に設けられている他方の接続部32bから、給電開口部28に設けられている接続部34までの間の導通を担うように配置されている。
【0032】
第1のインサートターミナル30や第2のインサートターミナル36は、少なくとも一部がギヤボックス本体18に埋設されるように、ギヤボックス17と一体化されている。また、各インサートターミナルは、端部がモータ取付け開口部20から露出するように配置されている。これにより、ギヤボックスを製造した後にターミナルを改めて配置する必要がなくなり、製造工程が簡略化できる。また、各インサートターミナルは、端部が給電開口部28から露出するように配置されている。そのため、外部端子を直接インサートターミナルに接続できるため、給電開口部に別途ターミナルを配置する必要がない。
【0033】
図6は、本実施の形態に係る第1のインサートターミナルの斜視図である。
図7(a)は、
図6に示す第1のインサートターミナルをD1方向から見た上面図、
図7(b)は、
図6に示す第1のインサートターミナルをD2方向から見た側面図、
図7(c)は、
図6に示す第1のインサートターミナルをD3方向から見た側面図、
図7(d)は、
図6に示す第1のインサートターミナルをD4方向から見た側面図である。
【0034】
第1のインサートターミナル30は、板状の部材を打ち抜き、一部を塑性変形させることで製造される。板状の部材は、導電性の高い金属や合金等であり、例えば、銅や真鍮(銅と亜鉛の合金)等が好適である。第1のインサートターミナル30は、一方の端部に、給電開口部28の内部の接続部34に突出するピン30aが形成されており、他方の端部に、モータ取付け開口部20の内部の接続部32aに突出する挟持部30bが形成されている。挟持部30bは、一対のアーム30b1を有している。また、第1のインサートターミナル30は、ピン30aと挟持部30bとを連結する連結部30cを有している。
【0035】
ピン30aは、給電開口部28に装着された、電源や制御装置との導通を図る外部端子と接続部34において接続され、信号や電力が供給される。また、挟持部30bは、接続部32aに突出した一対のアーム30b1の先端部において、モータ取付け開口部20に挿入されたモータのターミナルを挟持し、電気的な接続が実現される。
【0036】
連結部30cは、ウォームホイール収容部22の内周壁22aを迂回するように形成された切り欠き部(凹部)30c1を有している。なお、切り欠き部30c1の代わりに湾曲部を設けてもよい。
【0037】
図8は、本実施の形態に係る第2のインサートターミナルの斜視図である。
図9(a)は、
図8に示す第2のインサートターミナルをD5方向から見た上面図、
図9(b)は、
図8に示す第2のインサートターミナルをD6方向から見た側面図、
図9(c)は、
図8に示す第2のインサートターミナルをD7方向から見た側面図、
図9(d)は、
図8に示す第2のインサートターミナルをD8方向から見た側面図である。
【0038】
第2のインサートターミナル36は、第1のインサートターミナル30と材質や製造方法は同様である。第2のインサートターミナル36は、一方の端部に、給電開口部28の内部の接続部34に突出するピン36aが形成されており、他方の端部に、モータ取付け開口部20の内部の接続部32bに突出する挟持部36bが形成されている。挟持部36bは、一対のアーム36b1を有している。また、第2のインサートターミナル36は、ピン36aと挟持部36bとを連結する連結部36cを有している。
【0039】
ピン36aは、給電開口部28に装着された、電源や制御装置との導通を図る外部端子と接続部34において接続され、信号や電力が供給される。また、挟持部36bは、接続部32aに突出した一対のアーム36b1の先端部において、モータ取付け開口部20に挿入されたモータのターミナルを挟持し、電気的な接続が実現される。
【0040】
連結部36cは、ウォームホイール収容部22の内周壁22aを迂回するように形成された切り欠き部(凹部)36c1と、
図3に示すウォーム開口38を横切らないように折り曲げられた折り曲げ部36c2とを有している。なお、切り欠き部36c1の代わりに湾曲部を設けてもよい。
【0041】
このように、各ターミナルは、ウォームホイール収容部22の内周壁22aを迂回するように形成された形状を有する迂回部を備えることで、モータのケースの一部が収容されるモータ収容部24や接続部32a,32bをギヤボックスの内部のより奥まった位置に設けることができる。また、ターミナルがウォームホイール収容部22の内周壁22aに露出しないようにギヤボックス本体18に埋設することができ、防水性や絶縁性を向上できる。また、ギヤボックス17の出力軸となる、ウォームホイール収容部22におけるウォームホイールの回転軸22c(
図4、
図5参照)と、モータ10のウォーム側と反対側の端部との距離が短くなるため、振動が抑制される。
【0042】
なお、本実施の形態に係る各インサートターミナル30,36、一つの圧延部材を加工することで構成されているが、一部品に限らず複数の部品で構成してもよい。例えば、インサートターミナル30,36の連結部30c,36cに該当する部分をジャンパ線で構成し、挟持部30b,36bやピン30a,36aを他の部品で構成してもよい。そして、インサートターミナルの少なくとも一部がギヤボックス本体18に埋設されるように、はじめにジャンパ線のみをギヤボックス本体18にインサート成形し、挟持部やピン等の端部部品をギヤボックス本体18に圧入してジャンパ線とともに一体化してもよい。
【0043】
(ギヤボックスの製造方法)
次に本実施の形態に係るギヤボックスの製造方法の好適な一例を説明する。この方法は、モータが取り付けられる減速機のギヤボックス本体を金型を用いて一体成形で製造するギヤボックスの製造方法である。
【0044】
図10(a)は、ギヤボックス本体の外形を主として成形する固定金型の斜視図、
図10(b)は、ギヤボックス本体のウォームホイール収容部を主として成形する可動金型の斜視図、
図10(c)は、ギヤボックス本体の2つの開口部を主として成形するスライド金型の斜視図である。
【0045】
図10(a)に示す固定金型40は、金型内のキャビティに外部から溶融樹脂を導入するゲート42が設けられている。10(b)に示す可動金型44は、ギヤボックス本体18のウォームホイールのウォームホイール収容部22に対応する空間を形成するための円筒状の凸部46が設けられている。
図10(c)に示すスライド金型48は、ギヤボックス本体18のモータ取付け開口部20や給電開口部28に対応する空間を形成するための凸部50、凸部52が設けられている。また、スライド金型48は、モータ10のモータシャフトに固定されるウォームが入る空間を形成するための柱状部54が凸部52の上に設けられている。
【0046】
図11は、スライド金型48を上方から見た斜視図である。
図12は、2つのインサートターミナルが載置された状態のスライド金型48の斜視図である。
【0047】
図11に示すように、スライド金型48は、凸部50の上面50aに3つの溝部50b,50c,50dと、2つのターミナル挿入部50e,50fが形成されている。また、凸部52の上面52aには、2つの溝部52b,52cと、2つのターミナル挿入部52d,52eが形成されている。
【0048】
第1のインサートターミナル30は、ピン30aがターミナル挿入部52dに挿入され、挟持部30bがターミナル挿入部50fに挿入された状態で、連結部30cが溝部50b,52bにより支持されている。つまり、第1のインサートターミナル30は、スライド金型48のターミナル挿入部52d,50f、溝部50b,52bの4箇所で片側から保持されており、他の金型には保持されていない。したがって、第1のインサートターミナル30は、保持されている側と反対側が全体的に樹脂で覆われるようにインサート成形される。
【0049】
また、第2のインサートターミナル36は、ピン36aがターミナル挿入部52eに挿入され、挟持部36bがターミナル挿入部50eに挿入された状態で、連結部36cの切り欠き部36c1が溝部50c,52cにより支持され、折り曲げ部36c2が溝部50dにより支持されている。つまり、第2のインサートターミナル36は、スライド金型48のターミナル挿入部52e,50e、溝部50c,50d,52cの5箇所で片側から保持されており、他の金型には保持されていない。したがって、第2のインサートターミナル36は、保持されている側と反対側が全体的に樹脂で覆われるようにインサート成形される。
【0050】
図13は、各金型を組み立てる順番を示す図である。インサートターミナルが載置されたスライド金型48を、
図13に示すように、可動金型44に合わせ、更に固定金型40に合わせる。この状態で、前述の固定金型40のゲート42から金型内のキャビティに溶融樹脂が注入され、ギヤボックス本体の2つの開口部の間の導通を担う第1のインサートターミナル30や第2のインサートターミナル36がインサート成形でギヤボックス本体18と一体化される。
【0051】
このように、本実施の形態に係る製造方法は、第1のインサートターミナル30および第2のインサートターミナル36を載置する載置用のスライド金型48と、減速機のウォームホイールが収容されるウォームホイール収容部22の外周壁26を形成する固定金型40および可動金型44と、を用いる。そして、スライド金型48に載置された各インサートターミナルが、スライド金型48のウォームホイール収容部22に対応する円筒状の凸部46と接触しないようにインサート成形される。これにより、各インサートターミナルがウォームホイール収容部22の内周側に露出することがなくなり、防水性や絶縁性の向上が図られる。また、この方法によれば、ギヤボックス内にターミナルを改めて配置する必要がなくなり、製造工程が簡略化できる。
【0052】
また、本実施の形態に係るギヤボックス本体18の2つの開口部は、モータのターミナルが挿入されるモータ取付け開口部20、および、外部端子が接続される給電開口部28である。そのため、ギヤボックス本体18に別部品の給電コネクタやアダプタを組み込む必要がなくなり、部品を削減できる。また、各開口部がギヤボックス本体18に一体的に形成されているため、部品間の接続部での気密性や防水性を考慮したパッキンやシール部材が必要なく、更に部品を削減できるとともに、接続部の減少により気密性が向上し防水性の向上や静音化が図られる。また、部品点数の削減に伴い組立て工数の削減も可能となる。また、別部品の給電コネクタやアダプタコネクタに必要とするスペースも不要となり、ギヤボックスや減速機付モータの小型、軽量化が可能となる。
【0053】
また、本実施の形態に係る各金型において、スライド金型48は、各インサートターミナルの一方の側を担持し、固定金型40は、各インサートターミナルの担持された側と反対側にゲート42が設けられている。
図14は、成形時のキャビティ内におけるゲートおよびインサートターミナルの位置と、成形時の樹脂の流れとの関係を模式的に示した図である。
【0054】
図14に示すように、本実施の形態に係る各金型を用いることで、ゲート42から流入した溶融樹脂材料の流れによって第1のインサートターミナル30や第2のインサートターミナル36がスライド金型48に向かって押し付けられやすくなり、各インサートターミナル30,36を完全に固定しなくても成形時にターミナルが動く(浮く)ことが抑制される。また、各インサートターミナル30,36はスライド金型48によって一方の側だけ担持されているため、他方の側は成形時に完全に覆われるため、載置や保持のためのピン等によってできた穴を埋める必要もない。
【0055】
また、本実施の形態に係る各金型で形成されるキャビティ56の中央には、可動金型44の柱状の凸部46が存在する。そのため、ゲート42から注入される溶融樹脂材料は、複数の流路を経て各インサートターミナル30,36を覆うことになる。また、スライド金型48と各インサートターミナル30,36との間に空間がある場合、溶融樹脂の流れによっては、各インサートターミナル30,36を浮き上がらせる方向に射出成形圧P2が各インサートターミナル30,36かかる場合がある。
【0056】
そこで、本実施の形態に係るゲート42は、ゲート42からインサートターミナルをスライド金型48に押し付ける方向にかかる射出成形圧P1が、ターミナルの担持されている側から該ターミナルを載置用金型から離間させる方向にかかる射出成形圧P2よりも大きくなる位置に設けられている。これにより、金型によるキャビティの形状によってターミナルに複数の方向から射出成形圧がかかるような場合、ターミナルを完全に固定しなくても成形時にターミナルが動くことが抑制される。
【0057】
以上、本発明を上述の実施の形態を参照して説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、実施の形態の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。また、当業者の知識に基づいて実施の形態における組合せや処理の順番を適宜組み替えることや各種の設計変更等の変形を実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうる。