(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
ウォームホイールの回転軸の軸方向から前記ギヤボックス本体を見た場合に、前記貫通孔と前記ターミナルとの最短距離が0.5mm以下となるように構成されていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載のギヤボックス。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上述のモータは、ターミナルがインサート成形された樹脂製のブラシホルダを有しており、コネクタ部はギヤハウジングとは別の部品である。そのため、部品点数や組み立て工程が増加する。
【0006】
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】
【0007】
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一部を構成する樹脂製のギヤボックス本体と、外部から供給された電力をモータへ伝達するターミナルと、を備える。ギヤボックス本体は、ターミナルを該ギヤボックス本体とインサート成形により一体化する際にターミナルの位置を保持していた金型に対応して形成された貫通孔を有する。
【0008】
この態様によると、ギヤボックスに対するターミナルの位置精度が向上しているとともに、ターミナルを保持する金型を利用して貫通孔が形成されており、新たな構造のギヤボックスを実現できる。
【0009】
貫通孔は、ギヤボックス本体における通気孔として機能してもよい。これにより、ギヤボックスの内部と外部との圧力差を解消できる。
【0010】
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、モータのシャフトに固定されたウォームが挿入される開口部が形成され、モータが取り付けられるモータ取付け部と、外部端子が接続される給電開口部と、を有してもよい。ターミナルは、モータ取付け部と給電開口部との間の給電経路を構成し、貫通孔は、モータ取付け部に隣接する領域であって、該モータ取付け部内の圧力とモータ外部の圧力との差を解消できる位置に設けられていてもよい。これにより、モータ停止後に徐々に冷却されることでモータ内部が負圧になるような状況においても、モータ外部との圧力差の解消が可能となる。
【0011】
貫通孔は、ウォームホイール収容部と隔壁で隔離され、ターミナルを保持していた金型部材が退避することで形成された空間と、モータ外部とを連通する位置に設けられていてもよい。これにより、例えば、ウォームホイール収容部に充填されている潤滑剤がターミナルを汚染することを防止できる。
【0012】
貫通孔を覆うように設けられている半透膜を更に備えてもよい。貫通孔は多角形であり、貫通孔の表面側の周囲には環状の凹部が形成されており、半透膜は、凹部に載置されていてもよい。これにより、例えば、円形の半透膜を凹部に溶着する際にシワができにくくなる。
【0013】
ターミナルは、第1のターミナルおよび第2のターミナルを有してもよい。貫通孔は、第1のターミナルおよび第2のターミナルの位置を保持していた金型部材に対応して形成されていてもよい。これにより、2つのターミナルを共通の金型部材で位置決めできる。
【0014】
ウォームホイールの回転軸の軸方向からギヤボックス本体を見た場合に、貫通孔とターミナルとの最短距離が0.5mm以下となるように構成されていてもよい。これにより、ギヤボックス本体にインサート成形されているターミナルの位置精度が高いことになる。
【0015】
本発明の別の態様は、減速機付モータである。この減速機付モータは、ギヤボックスと、ウォームホイールと、ウォームホイールと噛み合うウォームがシャフトに固定されているモータと、を備えている。
【0016】
本発明の更に別の態様は、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際に、ターミナルを複数の金型で挟持して固定する。
【0017】
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。また、インサート成形時において流動する樹脂によりターミナルが浮き上がることが抑制できる。
【0018】
複数の金型のうち一つの金型に対応して通気孔が形成されていてもよい。これにより、ターミナルの位置決めと通気孔の形成とを共通の金型で対応できる。
【0019】
複数の金型として、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側壁を形成する収容部金型と、を用いてもよい。また、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。また、例えば、ウォームホイール収容部に充填されている潤滑剤がターミナルを汚染することを防止できる。
【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、新たな構造のギヤボックスを提供できる。
【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】
上述のように、ターミナルをインサート成形することで樹脂部品と一体化した部品を製造することができる。そこで、ギヤボックス本体を製造する際に、インサート成形によりターミナルを一体化することで、上述のブラシホルダといった部品を削減できる。具体的には、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ギヤボックス本体内に設ける構成が考えられる。その場合、金型内でターミナルがしっかり固定されていないと、インサート成形時の樹脂の流動によりターミナルが所定の位置からずれるおそれがある。ギヤボックス本体内でのターミナルの位置ずれは、例えば、外部端子が接続される給電開口部におけるターミナル端部の突き出し量に影響し、場合によっては要求される寸法精度を満たせないといった状況が発生する。
【0025】
一方、ターミナルを金型内で保持するための保持構造は、その保持構造に対応した空間をギヤボックス本体に形成することになる。そのため、金型のいずれの部分でターミナルを保持するかは、ギヤボックス本体の形状を加味して総合的に判断する必要がある。そこで、以下の実施の形態では、成形時にターミナルを保持していた金型の一部が形成する空間をギヤボックス本体の内部と外部とを貫通する貫通孔として利用する場合について説明する。
【0026】
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。
【0027】
(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の斜視図である。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、カバーとを備える。外部から給電するためのコネクタ14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。
【0028】
(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斜視図である。
図3は、本実施の形態に係るギヤボックスの正面図である。
図4は、本実施の形態に係るギヤボックスの背面図である。
【0029】
ギヤボックス17は、モータ10が取り付けられる減速機12の一部を構成する樹脂製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、モータのシャフトに固定されたウォームが挿入される開口部20が形成され、モータが取り付けられるモータ取付け部24と、を有する。ウォームは、ウォームホイールと噛み合うように構成されている。
【0030】
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4に示すように、モータ取付け部24の開口部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、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。
【0031】
(インサートターミナル)
図5は、
図3に示すギヤボックスをA方向から見た側面図、
図6は、
図5に示すギヤボックスのB−B断面図である。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6に示すように、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6に示すように、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。このように、各インサートターミナルは、モータ取付け部24と給電開口部28との間の給電経路を構成する。
【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7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。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、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。
【0034】
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、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。連結部30cは、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。
【0035】
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。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、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。
【0036】
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32bに突出した一対のアーム36b1の先端部において、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。
【0037】
連結部36cは、切り欠き部(凹部)36c1と、
図5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。
【0038】
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25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。
【0039】
(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。
【0040】
図9(a)は、ギヤボックス本体の円筒状部分の外周壁すなわち外形を主として成形する固定金型の斜視図、
図9(b)は、ギヤボックス本体の円筒状部分の内周壁により形成される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9(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。
【0041】
図9(a)に示す固定金型40は、インサートターミナルを保持する金型ピン42が設けられている。金型ピン42は固定金型40と別体であって、かつ固定金型40に対して挿抜可能に構成されている。金型ピン42の機能や構成の詳細については後述する。
図9(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柱状の凸部46が設けられている。
図9(c)に示すスライド金型48は、ギヤボックス本体18の開口部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。
【0042】
図10は、スライド金型48を上方から見た斜視図である。
図11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。
図12は、スライド金型48と固定金型40とによりインサートターミナルが狭持されている状態を示す図である。
【0043】
図10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は、環状部の端面に形成された2つの溝部52b,52cと、筒状の内部に形成された2つのターミナル挿入部(不図示)と、を有する。
【0044】
図11に示すように、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の下部が溝部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2か所のターミナル挿入部、2か所の溝部50b,52bの4か所で片側から保持されている。また、第1のインサートターミナル30の連結部30cの上部は、複数の金型を組み合わせた段階で、前述の金型ピン42で保持される(
図12参照)。したがって、第1のインサートターミナル30は、固定金型40およびスライド金型48によって狭持され固定されることになる(
図12参照)。
【0045】
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2か所のターミナル挿入部、3か所の溝部50c,50d,52cの5か所で片側から保持されている。また、第2のインサートターミナル36の切り欠き部36c1の上部は、複数の金型を組み合わせた段階で、前述の金型ピン42で保持される。したがって、第2のインサートターミナル36は、固定金型40およびスライド金型48によって狭持され固定されることになる(
図12参照)。
【0046】
図13は、各金型を組み立てる順番を示す図である。
図12に示すように、インサートターミナルが載置されたスライド金型48および可動金型44を、固定金型40に合わせる。この状態で、ゲート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。
【0047】
このような方法で製造されたギヤボックス17は、
図3に示すように、ターミナルをギヤボックス本体18とインサート成形により一体化する際にターミナルの位置を保持していた金型ピン42に基づいて形成された貫通孔58を有する。
図14は、金型ピン42と貫通孔58との位置関係を示す図である。これにより、ギヤボックス17に対する一対のターミナル30,36の位置精度が向上しているとともに、ターミナルを保持する金型ピン42を利用して貫通孔58が形成されており、新たな構造のギヤボックス17が実現される。
【0048】
図15は、
図3に示すギヤボックス17のC−C断面図である。
図15に示すように、貫通孔58は、ギヤボックス本体18における通気孔として機能している。これにより、ギヤボックス17の内部と外部との圧力差を解消できる。また、貫通孔58は、給電開口部28と開口部20の間の領域であって、モータ取付け部24内の圧力とモータ外部の圧力との差を解消できる位置に設けられている。これにより、モータ停止後に徐々に冷却されることでモータ内部が負圧になるような状況においても、モータ外部との圧力差の解消が可能となる。
【0049】
また、貫通孔58は、ウォームホイール収容部22と内周壁22aで隔離され、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を保持していた金型ピン42が退避することで形成された空間60と、モータ外部とを連通する位置に設けられている。これにより、例えば、ウォームホイール収容部22に充填されている潤滑剤が第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を汚染することを防止できる。
【0050】
図16は、貫通孔58近傍の拡大図である。
図16に示すように、貫通孔58は、四角形である。また、貫通孔58の表面側の周囲には環状の凹部62が形成されている。そして、この凹部62には、
図1に示すような円形の半透膜64が貫通孔58を覆うように載置されている。これにより、例えば、円形の半透膜64を凹部62に溶着する際にシワができにくくなる。
【0051】
図17(a)は、金型ピン42が第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を保持している状態を示す斜視図、
図17(b)は、金型ピン42の先端側から見た、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と金型ピン42との位置関係を示す図である。
【0052】
図17(a)、
図17(b)に示すように、金型ピン42は、先端部が四角柱42aになっている。そして、四角柱42aの一つの側面は、複数の金型を組み合わせた状態で、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がスライド金型48から浮き上がらないように、第1のインサートターミナル30の連結部30cの側面30c3および第2のインサートターミナル36の連結部36cの側面36c3を押さえている。
【0053】
つまり、貫通孔58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の位置を保持していた金型ピン42に対応して形成されている。これにより、複数のターミナルを共通の金型ピン42で位置決めできる。なお、金型ピン42において、ターミナルと当接する部分は、四角形だけでなく多角形であってもよい。また、ターミナルと当接する一部が平面であれば、他の部分が曲面であってもよい。
【0054】
なお、本実施の形態に係るギヤボックス17は、ウォームホイールの回転軸の軸方向からギヤボックス本体18を見た場合(
図6に示す場合)に、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と貫通孔58との最短距離dが0.5mm以下となるように構成されている。これにより、ギヤボックス本体18にインサート成形されているターミナルの位置精度が高いことになる。つまり、接続部34から突出するピン30a,36aの突き出し量が所望の範囲に制御されていることになる。
【0055】
なお、上述の実施の形態の構成を、ギヤボックスの製造方法として捉えることも可能である。この方法は、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を金型を用いて一体成形で製造するギヤボックス17の製造方法である。そして、ギヤボックス本体18の開口部20および給電開口部28の間の導通を担う第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をインサート成形でギヤボックス本体18と一体化する際に、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を固定金型40およびスライド金型48で挟持して固定する(
図12参照)。
【0056】
これにより、ギヤボックス本体18を成形してからギヤボックス本体18内に第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、インサート成形時において流動する樹脂によりターミナル30,36が浮き上がることが抑制できる。
【0057】
また、本実施の形態では、複数の金型のうち固定金型40の金型ピン42に対応して貫通孔58が形成されている。これにより、ターミナルの位置決めと貫通孔58の形成とを共通の金型で対応できる。
【0058】
また、複数の金型として、ターミナル30,36を載置するスライド金型48と、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。また、スライド金型48に載置されたターミナルが、可動金型44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該ターミナルをインサート成形する。これにより、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。
【0059】
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。