特許 7570991 減速機構

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-11

(45)【発行日】2024-10-22

(54)【発明の名称】減速機構

(51)【国際特許分類】

   F16H 1/08 20060101AFI20241015BHJP

【ＦＩ】

F16H1/08

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2021151262

(22)【出願日】2021-09-16

(65)【公開番号】P2023043567

(43)【公開日】2023-03-29

【審査請求日】2024-02-20

(73)【特許権者】

【識別番号】000144027

【氏名又は名称】株式会社ミツバ

(74)【代理人】

【識別番号】110002066

【氏名又は名称】弁理士法人筒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】時崎 哲平

(72)【発明者】

【氏名】小林 幹明

【審査官】畔津 圭介

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１９０６１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０２１－５０２０４５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｈ １／０８

Ｆ１６Ｈ ５５／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１ギヤおよび第２ギヤを備えた減速機構であって、
前記第１ギヤは、
前記第１ギヤの軸方向と交差する方向の断面が円形に形成された本体部と、
前記本体部の周囲に設けられ、前記第１ギヤの軸方向に螺旋状に延び、かつ前記第１ギヤの軸方向と交差する方向の断面が三日月形に形成された１つの螺旋状歯と、
を有し、
前記第２ギヤは、前記螺旋状歯が噛み合わされる複数の斜歯を有し、
前記斜歯は、
当該斜歯の先端側に設けられる歯先部と、
前記斜歯の基端側に設けられる歯底部と、
前記歯先部と前記歯底部との間に設けられ、前記螺旋状歯が噛み合わされる噛合部と、
を備え、
前記第２ギヤの軸方向視において、
前記噛合部の形状が、前記斜歯の歯厚方向に窪んだインボリュート曲線の形状に形成されていることを特徴とする、
減速機構。

【請求項2】

前記歯底部が、前記第２ギヤの回転方向に直線状に延びていることを特徴とする、
請求項１に記載の減速機構。

【請求項3】

請求項２に記載の減速機構において、
前記噛合部と前記歯底部との間に、前記噛合部と前記歯底部とを滑らかに繋ぐ円弧状接続部が設けられていることを特徴とする、
減速機構。

【請求項4】

前記螺旋状歯と前記斜歯との圧力角が、10degから33degとなっていることを特徴とする、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の減速機構。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、減速機構に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、自動車等の車両に搭載されるワイパ装置やパワーウィンドウ装置等の駆動源には、小型でありながら大きな出力が得られるようにするために、減速機構が設けられている。このような車載用の駆動源に用いられる減速機構が、例えば、特許文献１に記載されている。

【0003】

特許文献１に記載された減速機構は、１つの螺旋状歯を有するピニオンギヤ（第１ギヤ）と複数の斜歯を有するヘリカルギヤ（第２ギヤ）とを備えており、１つの螺旋状歯を複数の斜歯に噛み合わせることで、ピニオンギヤの高速回転がヘリカルギヤの低速回転となる。これにより、小型軽量化を図りつつ、減速比をより大きくすることが可能となっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１９－１９０６１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述の特許文献１に記載された技術では、断面が円形に形成された螺旋状歯と、ヘリカルギヤの斜歯との噛み合わせに起因した問題点、すなわち、第１ギヤと第２ギヤとの芯間ピッチが寸法誤差等によりずれることで生じる圧力角の大きな変化（動力伝達効率の大きなばらつき）を抑えるべく、斜歯の形状を様々な形状に工夫している。

【0006】

しかしながら、特許文献１に記載された技術では、実際に製品化するには未だ動力伝達効率のばらつき（圧力角の変動）が大きく、量産に耐えられるように螺旋状歯と斜歯との動力伝達効率をさらに向上させる必要が生じていた。

【0007】

本発明の目的は、第１ギヤと第２ギヤとの芯間ピッチがばらついても、圧力角を小さい値側で安定させることができ、ひいては製品毎に動力伝達効率をばらつくことなく向上させることが可能な減速機構を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一態様では、第１ギヤおよび第２ギヤを備えた減速機構であって、前記第１ギヤは、前記第１ギヤの軸方向と交差する方向の断面が円形に形成された本体部と、前記本体部の周囲に設けられ、前記第１ギヤの軸方向に螺旋状に延び、かつ前記第１ギヤの軸方向と交差する方向の断面が三日月形に形成された１つの螺旋状歯と、を有し、前記第２ギヤは、前記螺旋状歯が噛み合わされる複数の斜歯を有し、前記斜歯は、当該斜歯の先端側に設けられる歯先部と、前記斜歯の基端側に設けられる歯底部と、前記歯先部と前記歯底部との間に設けられ、前記螺旋状歯が噛み合わされる噛合部と、を備え、前記第２ギヤの軸方向視において、前記噛合部の形状が、前記斜歯の歯厚方向に窪んだインボリュート曲線の形状に形成されていることを特徴とする。

【0009】

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、斜歯を形成する歯先部と歯底部との間に、螺旋状歯が噛み合わされる噛合部が設けられ、第２ギヤの軸方向視において、噛合部の形状が、斜歯の歯厚方向に窪んだインボリュート曲線の形状に形成されている。

【0011】

これにより、第１ギヤと第２ギヤとの芯間ピッチがばらついても、圧力角を小さい値側で安定させることができ、ひいては製品毎に動力伝達効率をばらつくことなく向上させることが可能となる。よって、量産に耐えられる減速機構を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】減速機構付モータをコネクタ接続部側から見た斜視図である。

【図2】減速機構付モータを出力軸側から見た斜視図である。

【図3】減速機構付モータの内部構造を説明する斜視図である。

【図4】減速機構の噛み合い部分を拡大した斜視図である。

【図5】図４のＡ－Ａ線に沿う断面図である。

【図6】ヘリカルギヤの斜歯の形状を説明する断面図である。

【図7】インボリュート曲線を説明する模式図である。

【図8】芯間ピッチのずれ量と圧力角の変化（本発明）を説明する図である。

【図9】芯間ピッチのずれ量と圧力角の変化（比較例）を説明する図である。

【図10】本発明および比較例の圧力角の変化を比較したグラフである。

【図11】動力伝達効率と圧力角との関係を示すグラフである。

【図12】実施の形態２を示す図６に対応した図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の実施の形態１について、図面を用いて詳細に説明する。

【0014】

図１は減速機構付モータをコネクタ接続部側から見た斜視図を、図２は減速機構付モータを出力軸側から見た斜視図を、図３は減速機構付モータの内部構造を説明する斜視図を、図４は減速機構の噛み合い部分を拡大した斜視図を、図５は図４のＡ－Ａ線に沿う断面図を、図６はヘリカルギヤの斜歯の形状を説明する断面図を、図７はインボリュート曲線を説明する模式図を、図８は芯間ピッチのずれ量と圧力角の変化（本発明）を説明する図を、図９は芯間ピッチのずれ量と圧力角の変化（比較例）を説明する図を、図１０は本発明および比較例の圧力角の変化を比較したグラフを、図１１は動力伝達効率と圧力角との関係を示すグラフをそれぞれ示している。

【0015】

図１および図２に示される減速機構付モータ１０は、例えば、自動車等の車両に搭載されるワイパ装置（図示せず）の駆動源に用いられる。具体的には、減速機構付モータ１０は、フロントガラス（図示せず）の前方側に配置され、かつフロントガラス上に揺動自在に設けられたワイパ部材（図示せず）を、所定の払拭範囲（下反転位置と上反転位置との間）で揺動させる。

【0016】

減速機構付モータ１０は、その外郭を形成するハウジング１１を備えている。ハウジング１１の内部には、図３に示されるように、ブラシレスモータ２０および減速機構３０が回転自在に収容されている。ここで、ハウジング１１は、アルミ製のケーシング１２およびプラスチック製のカバー部材１３から形成される。

【0017】

図１および図２に示されるように、ケーシング１２は、溶融されたアルミ材料を射出成形することで、略お椀形に形成されている。具体的には、ケーシング１２は、底壁部１２ａと、その周囲に一体に設けられた側壁部１２ｂと、ケーシング１２の開口側（図１および図２の左側）に設けられたケースフランジ１２ｃと、を備えている。

【0018】

底壁部１２ａの略中央部分には、出力軸３４を回転自在に保持する筒状のボス部１２ｄが一体に設けられている。ボス部１２ｄの径方向内側には、所謂メタルと呼ばれる筒状の軸受部材（図示せず）が装着されており、これにより出力軸３４は、ボス部１２ｄに対してがたつくこと無くスムーズに回転可能となっている。

【0019】

また、ボス部１２ｄの径方向外側には、ボス部１２ｄを中心に放射状に延びる複数の補強リブ１２ｅが一体に設けられている。これらの補強リブ１２ｅは、ボス部１２ｄと底壁部１２ａとの間に配置され、外観が略三角形となっている。補強リブ１２ｅは、ボス部１２ｄの底壁部１２ａに対する固定強度を高めるものであり、ボス部１２ｄが底壁部１２ａに対して傾斜する等の不具合の発生を防止する。

【0020】

さらに、底壁部１２ａのボス部１２ｄから偏心した位置には、軸受部材収容部１２ｆが一体に設けられている。軸受部材収容部１２ｆは有底筒状に形成され、ボス部１２ｄの突出方向と同じ方向に突出されている。そして、軸受部材収容部１２ｆの内部には、図３に示されるように、ピニオンギヤ３１の先端側を回転自在に支持するボールベアリング３３が収容される。

【0021】

なお、図２に示されるように、ボス部１２ｄと出力軸３４との間には、止め輪１２ｇが設けられている。これにより、出力軸３４がボス部１２ｄの軸方向にがたつくことが防止される。よって、減速機構付モータ１０の静粛性が確保される。

【0022】

ハウジング１１を形成するカバー部材１３は、溶融されたプラスチック材料を射出成形することで、略平板状に形成されている。具体的には、カバー部材１３は、本体部１３ａと、その周囲に一体に設けられたカバーフランジ１３ｂと、を備えている。そして、カバーフランジ１３ｂは、Ｏリング等のシール部材（図示せず）を介して、ケースフランジ１２ｃに突き当てられている。これにより、ハウジング１１内への雨水等の進入が防止される。

【0023】

また、カバー部材１３の本体部１３ａには、ブラシレスモータ２０（図３参照）を収容するモータ収容部１３ｃが一体に設けられている。モータ収容部１３ｃは有底筒状に形成され、ケーシング１２側とは反対側に突出されている。モータ収容部１３ｃは、カバー部材１３をケーシング１２に装着した状態で、ケーシング１２の軸受部材収容部１２ｆと対向する。そして、モータ収容部１３ｃの内側には、ブラシレスモータ２０のステータ２１（図３参照）が固定される。

【0024】

さらに、カバー部材１３の本体部１３ａには、車両側の外部コネクタ（図示せず）が接続されるコネクタ接続部１３ｄが一体に設けられている。コネクタ接続部１３ｄの内側には、ブラシレスモータ２０に駆動電流を供給する複数のターミナル部材１３ｅ（図１では１つのみ示す）の一端側が露出されている。これらのターミナル部材１３ｅを介して、外部コネクタからブラシレスモータ２０に駆動電流が供給される。

【0025】

なお、複数のターミナル部材１３ｅの他端側とブラシレスモータ２０との間には、ブラシレスモータ２０の回転状態（回転数や回転方向等）を制御する制御基板（図示せず）が設けられている。これにより、出力軸３４の先端側に固定されたワイパ部材が、フロントガラス上の所定の払拭範囲で揺動される。なお、制御基板は、カバー部材１３における本体部１３ａの内側に固定されている。

【0026】

図３に示されるように、ハウジング１１の内部に収容されるブラシレスモータ２０は、環状のステータ（固定子）２１を備えている。ステータ２１は、カバー部材１３におけるモータ収容部１３ｃ（図１参照）の内部に、回り止めされた状態で固定される。

【0027】

ステータ２１は、複数の薄い鋼板（磁性体）を積層して形成され、その径方向内側には複数のティース（図示せず）が設けられている。これらのティースには、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相のコイル２１ａが、それぞれ集中巻き等により複数回巻装されている。これにより、それぞれのコイル２１ａに所定のタイミングで交互に駆動電流を供給することで、ステータ２１の径方向内側に設けられたロータ２２が、所定の回転方向に所定の駆動トルクで回転される。

【0028】

ステータ２１の径方向内側には、微小隙間（エアギャップ）を介してロータ（回転子）２２が回転自在に設けられている。ロータ２２は、複数の薄い鋼板（磁性体）を積層して略円柱状に形成されたロータ本体２２ａを備えており、その外周部分には、筒状の永久磁石２２ｂが設けられている。ここで、永久磁石２２ｂは、その周方向にＮ極およびＳ極が交互に並ぶように着磁されている。そして、永久磁石２２ｂはロータ本体２２ａに対して、接着剤等により固定されている。

【0029】

このように、本実施の形態に係るブラシレスモータ２０は、ロータ本体２２ａの表面に永久磁石２２ｂを固定したSPM（Surface Permanent Magnet）構造のブラシレスモータとなっている。ただし、SPM構造のブラシレスモータに限らず、ロータ本体２２ａに複数の永久磁石を埋め込んだIPM（Interior Permanent Magnet）構造のブラシレスモータを採用することもできる。

【0030】

また、筒状に形成された１つの永久磁石２２ｂに換えて、ロータ本体２２ａの軸線と交差する方向に沿う形状が略円弧状となった複数の永久磁石を、ロータ本体２２ａの周方向に磁極が交互に並ぶよう等間隔で配置したものでも良い。さらには、永久磁石２２ｂの極数は、ブラシレスモータ２０の仕様に応じて、２極あるいは４極以上等、任意に設定することができる。

【0031】

図３に示されるように、ハウジング１１の内部に収容される減速機構３０は、略棒状に形成されたピニオンギヤ（第１ギヤ）３１と、略円盤状に形成されたヘリカルギヤ（第２ギヤ）３２とを備えている。

【0032】

ここで、ピニオンギヤ３１の軸線およびヘリカルギヤ３２の軸線は互いに平行となっている。これにより、減速機構３０では、互いの軸線が交差するウォームおよびウォームホイールを備えたウォーム減速機よりも、その体格をよりコンパクトにすることが可能である。

【0033】

また、ピニオンギヤ３１は、減速機構付モータ１０の入力側（駆動源側）に配置され、ヘリカルギヤ３２は、減速機構付モータ１０の出力側（駆動対象物側）に配置されている。つまり、減速機構３０は、歯数が少ないピニオンギヤ３１の高速回転を、歯数が多いヘリカルギヤ３２の低速回転に減速する。

【0034】

ここで、ピニオンギヤ３１の基端側は、ロータ本体２２ａの回転中心に圧入等により固定されており、ピニオンギヤ３１はロータ本体２２ａと一体回転する。つまり、ピニオンギヤ３１は、減速機構付モータ１０の駆動軸としての機能を備えている。

【0035】

また、ピニオンギヤ３１の先端側は、ボールベアリング３３により回転自在に支持されている。さらには、ヘリカルギヤ３２の回転中心には、出力軸３４の基端側が圧入等により固定されており、出力軸３４はヘリカルギヤ３２と一体回転する。

【0036】

減速機構３０を形成するピニオンギヤ３１は金属製であり、図３ないし図５および図８に示されるような形状となっている。具体的には、ピニオンギヤ３１は、その軸方向両側に、略円柱状に形成された固定部３１ａが設けられている。そして、軸方向基端側の固定部３１ａがロータ本体２２ａに固定され、軸方向先端側の固定部３１ａがボールベアリング３３に回転自在に支持されている。すなわち、ピニオンギヤ３１（固定部３１ａ）の回転中心Ｃ１は、ロータ本体２２ａおよびボールベアリング３３の回転中心に一致している。

【0037】

図５に示されるように、ピニオンギヤ３１は、回転中心Ｃ１を中心としたピニオン本体３１ｂを備えている。ピニオン本体３１ｂは、ピニオンギヤ３１の芯の部分を形成しており、本発明における本体部に相当する。ピニオン本体３１ｂは、ピニオンギヤ３１の軸方向と交差する方向の断面が円形に形成されており、固定部３１ａよりも小径の略円柱状に形成されている。具体的には、ピニオン本体３１ｂの半径Ｒ１は、固定部３１ａの半径Ｒ２の略半分となっている（Ｒ１≒Ｒ２／２）。

【0038】

また、ピニオン本体３１ｂの径方向外側には、ヘリカルギヤ３２に噛み合わされる螺旋状歯３１ｃが一体に設けられている。螺旋状歯３１ｃは、ピニオンギヤ３１の軸方向に螺旋状に延び、かつピニオンギヤ３１の軸方向と交差する方向の断面が三日月形に形成されている（図５の網掛部分参照）。言い換えれば、図５に示されるように、ピニオンギヤ３１から断面が円形のピニオン本体３１ｂを除いた部分が、三日月形の螺旋状歯３１ｃとなっている。

【0039】

ここで、螺旋状歯３１ｃは、ピニオン本体３１ｂの軸方向に螺旋状に連続して延びており、ピニオンギヤ３１には、１つの螺旋状歯３１ｃのみが設けられている。つまり、ピニオンギヤ３１の歯数は「１」となっている。ここで、螺旋状歯３１ｃの半径Ｒ３は、固定部３１ａの半径Ｒ２よりも小さく、かつピニオン本体３１ｂの半径Ｒ１よりも大きくなっている（Ｒ１＜Ｒ３＜Ｒ２）。

【0040】

そして、螺旋状歯３１ｃの中心Ｃ２は、ピニオンギヤ３１（ピニオン本体３１ｂ）の回転中心Ｃ１に対して、所定距離Ｌの分だけ偏心（オフセット）されている。これにより、螺旋状歯３１ｃの中心Ｃ２は、ピニオンギヤ３１の回転に伴い、軌跡ＯＣを辿る。すなわち、螺旋状歯３１ｃの中心Ｃ２の軌跡ＯＣは、螺旋状歯３１ｃの基準円を形成している。

【0041】

さらに、図５に示されるように、ピニオンギヤ３１の回転中心Ｃ１から螺旋状歯３１ｃの中心Ｃ２に向けて（図中下方に向けて）補助線ＡＬを引き、当該補助線ＡＬをさらに螺旋状歯３１ｃの表面まで延ばすと、補助線ＡＬと螺旋状歯３１ｃの表面とが交差する。この交差点が、螺旋状歯３１ｃの頂点ＢＰとなる。これにより、頂点ＢＰを含む螺旋状歯３１ｃの一部が、ヘリカルギヤ３２の隣り合う斜歯３２ｃの間に入り込んで噛み合わされる。

【0042】

このように、１つの螺旋状歯３１ｃが、ピニオン本体３１ｂの軸方向に螺旋状に連続して延びているため、ピニオン本体３１ｂの軸方向における螺旋状歯３１ｃの頂点ＢＰの近傍が、次々と連続して斜歯３２ｃの間に入り込んで噛み合わされていき、ひいては減速された状態でヘリカルギヤ３２が回転される。なお、図５では、螺旋状歯３１ｃと斜歯３２ｃとが互いに噛み合わされた状態を示している。

【0043】

減速機構３０を形成するヘリカルギヤ３２はプラスチック製であって、図３ないし図８に示されるような形状となっている。具体的には、ヘリカルギヤ３２は、略円盤状に形成されたギヤ本体３２ａを備えており、当該ギヤ本体３２ａの中心部分に、出力軸３４の基端側が圧入等により固定されている。また、ギヤ本体３２ａの径方向外側には、出力軸３４の軸方向に延びる筒状部３２ｂが一体に設けられている。

【0044】

筒状部３２ｂの径方向外側には、筒状部３２ｂの周方向に並ぶようにして、螺旋状歯３１ｃが噛み合わされる複数の斜歯３２ｃが一体に設けられている。これらの斜歯３２ｃは、ピニオンギヤ３１の軸方向に対して所定角度で傾斜しており、これにより、螺旋状歯３１ｃの回転に伴って、ヘリカルギヤ３２は回転される。

【0045】

ここで、ヘリカルギヤ３２に設けられる斜歯３２ｃの数は「４０」となっている。すなわち、本実施の形態では、ピニオンギヤ３１およびヘリカルギヤ３２からなる減速機構３０の減速比は「４０」となっている。

【0046】

図５および図６に示されるように、斜歯３２ｃは、当該斜歯３２ｃの先端側（図中上側）に設けられる歯先部３２ｃ１と、斜歯３２ｃの基端側（図中下側）に設けられる歯底部３２ｃ２と、歯先部３２ｃ１と歯底部３２ｃ２との間に設けられ、ピニオンギヤ３１の螺旋状歯３１ｃが噛み合わされる噛合部３２ｃ３と、を備えている。具体的には、図６に示されるように、１つの斜歯３２ｃに対して、１つの歯先部３２ｃ１と、当該歯先部３２ｃ１の両側に配置される一対の歯底部３２ｃ２および一対の噛合部３２ｃ３と、が設けられている。なお、図６では、これらの歯先部３２ｃ１，歯底部３２ｃ２および噛合部３２ｃ３の境界部分に、境界線ＢＬ（一点鎖線）を施している。

【0047】

図６に示されるように、歯先部３２ｃ１を形成する外形線Ｌ１（図中破線）は、ヘリカルギヤ３２の歯先円の一部を形成しており、ヘリカルギヤ３２の周方向に略真っ直ぐに延びている。また、歯底部３２ｃ２を形成する外形線Ｌ２（図中一点鎖線）は、半径Ｒ４の円弧により形成されている。ここで、歯底部３２ｃ２の外形線Ｌ２の半径Ｒ４は、螺旋状歯３１ｃの半径Ｒ３よりも若干大きい寸法となっている（Ｒ４＞Ｒ３）。これにより、螺旋状歯３１ｃは斜歯３２ｃに確りと噛み合うことができ、かつバックラッシ（遊び）β（図８参照）が小さくて済む。

【0048】

また、噛合部３２ｃ３を形成する外形線Ｌ３（図中実線）の形状、つまりヘリカルギヤ３２の軸方向視における噛合部３２ｃ３の形状は、斜歯３２ｃの歯厚方向（図中左右方向）に窪んだインボリュート曲線の形状に形成されている。具体的には、長さが徐々に長くなるとともに、半径が徐々に大きくなる円弧ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５を繋いだ曲線の形状に形成されている。

【0049】

なお、「インボリュート曲線」とは、図７に示される曲線のことであり、円筒に糸を巻きつけて弛みなく引きほどいたときに、糸の先端が描く曲線を指す。図７においては、円筒ＣＣを、中心Ｃｔを中心に３０度間隔で１２等分して、糸（法線）の先端を破線円１ないし１２で示している。そして、図７に示されるインボリュート曲線を形成する円弧ａ１（破線円６－７間の円弧），ａ２（破線円７－８間の円弧），ａ３（破線円８－９間の円弧），ａ４（破線円９－１０間の円弧），ａ５（破線円１０－１１間の円弧）は、それぞれ図６の円弧ａ１ないしａ５に相当する。

【0050】

すなわち、図６に示されるように、噛合部３２ｃ３を形成する外形線Ｌ３の最も長さが短くかつ半径が小さい円弧ａ１側が、歯先部３２ｃ１を形成する外形線Ｌ１に接続されている。これに対し、噛合部３２ｃ３を形成する外形線Ｌ３の最も長さが長くかつ半径が大きい円弧ａ５側が、歯底部３２ｃ２を形成する外形線Ｌ２に接続されている。なお、外形線Ｌ１ないしＬ３は、角部が形成されないように互いに滑らかに接続されている。

【0051】

このように、螺旋状歯３１ｃが噛み合わされる斜歯３２ｃの噛合部３２ｃ３の形状（外形線Ｌ３の形状）を、インボリュート曲線の形状とすることで、螺旋状歯３１ｃと斜歯３２ｃの噛み合い状態を、インボリュート歯車と同等にしている。これにより、ピニオンギヤ３１の回転中心Ｃ１とヘリカルギヤ３２の回転中心Ｃ３（図３参照）との離間距離に誤差が生じた場合でも、螺旋状歯３１ｃと斜歯３２ｃとの噛み合いの始まりから終わりまでにおいて圧力角α（図８参照）を略一定にでき、ひいては動力伝達効率の低下を抑制することが可能となっている。よって、プラスチック製の斜歯３２ｃの摩耗等の不具合の発生も効果的に抑えられる。

【0052】

ここで、ピニオンギヤ３１の回転中心Ｃ１とヘリカルギヤ３２の回転中心Ｃ３（図３参照）との離間距離の誤差の有無に関わらず、図５に示されるように、螺旋状歯３１ｃと斜歯３２ｃとの噛み合い状態において、螺旋状歯３１ｃの頂点ＢＰの部分と、斜歯３２ｃの歯底部３２ｃ２との間には、所定の隙間Ｓが形成される。隙間Ｓには、減速機構３０の動作をスムーズにする潤滑油Ｇ（図５のみに示す）が収容されている。つまり、隙間Ｓは、潤滑油Ｇを保持する潤滑油保持部として機能する。また、図５および図８において、噛合部３２ｃ３上の黒点は、螺旋状歯３１ｃと斜歯３２ｃとの噛合点ＥＰを示している。

【0053】

次に、以上のように形成された減速機構３０において、ピニオンギヤ３１の回転中心Ｃ１とヘリカルギヤ３２の回転中心Ｃ３（図３参照）との離間距離がばらついた場合における、噛合点ＥＰの変位に伴う圧力角αおよびバックラッシβの変化について、図面を用いて詳細に説明する。

【0054】

なお、ピニオンギヤ３１の回転中心Ｃ１とヘリカルギヤ３２の回転中心Ｃ３（図３参照）との離間距離を「芯間ピッチ」とし、当該芯間ピッチの基準値（≒設計値）を「±０」としたときに、芯間ピッチが広くなる方向へのずれを「＋方向」のずれとし、芯間ピッチが狭くなる方向へのずれを「－方向」のずれとして説明する。

【0055】

また、図９は比較例を示しており、ピニオンギヤ３１は本発明と同じものを採用し、ヘリカルギヤ１００については、斜歯１０１を形成する歯底部および噛合部が、いずれも同じ半径Ｒの円弧状に形成されたものを採用している。つまり、ヘリカルギヤ１００は、本発明のようなインボリュート曲線の形状の噛合部を備えず、単純な円弧状の噛合部を備えたものとなっている。なお、半径Ｒは、螺旋状歯３１ｃの半径Ｒ３よりも若干大きくなっている（Ｒ＞Ｒ３）。

【0056】

［芯間ピッチが±0（ずれ無）の場合］
芯間ピッチのずれ量が0mmの場合には、図８の中段に示されるように、本発明における噛合点ＥＰは、噛合部３２ｃ３の歯先部３２ｃ１寄りの部分に配置される。これに対し、図９の中段に示されるように、比較例における噛合点ＥＰにおいても、斜歯１０１の歯先寄りの部分に配置される。

【0057】

ここで、図５，図８および図９では、噛合点ＥＰがピニオンギヤ３１の図中左側に配置されているが、これは、図５，図８および図９が、それぞれピニオンギヤ３１が時計回り方向に回転し、ヘリカルギヤ３２が反時計回り方向に回転する場合を示しているからである。言い換えれば、ピニオンギヤ３１が反時計回り方向に回転し、ヘリカルギヤ３２が時計回り方向に回転する場合には、噛合点ＥＰはピニオンギヤ３１の図中右側に配置される。

【0058】

図８および図９の中段において、圧力角αにおいては、図１０に示されるように、本発明（実線）および比較例（破線）のいずれにおいても、約30degの値を示した（α≒30deg）。これに対し、バックラッシβにおいては、図８および図９に示されるように、本発明の方が比較例よりも小さい値を示した。このような圧力角αが約30degの場合には、図１１に示されるように動力伝達効率は85%以上（約86.5%）を示し、本発明および比較例のいずれにおいても、十分に使用に耐え得る高効率な減速機構を実現可能であることが判った。

【0059】

［芯間ピッチが－方向（ずれ有）の場合］
芯間ピッチのずれが－（マイナス）方向で、具体的には-0.05mmの場合には、図８の下段に示されるように、本発明における噛合点ＥＰは、噛合部３２ｃ３の略中央部（図６の円弧ａ４の部分）に配置される。これに対し、図９の下段に示されるように、比較例における噛合点ＥＰは、大きく変位して歯底部の最も深い部分寄りに配置される。

【0060】

図８および図９の下段において、圧力角αにおいては、図１０に示されるように、本発明（実線）においては約29degの値を示した（α≒29deg）。一方、比較例（破線）においては約40degの値を示した（α≒40deg）。また、バックラッシβにおいては、図８および図９に示されるように、本発明の方が比較例よりも小さい値を示した。さらに、図１１に示されるように、本発明（α≒29deg）においては、動力伝達効率は85%以上（約87%）の十分な値を示し、比較例（α≒40deg）においては、動力伝達効率が80%を下回り（約76%）、動力伝達効率が不十分となることが判った。

【0061】

［芯間ピッチが＋方向（ずれ有）の場合］
芯間ピッチのずれが＋（プラス）方向で、具体的には+0.11mmの場合には、図８の上段に示されるように、本発明における噛合点ＥＰは、芯間ピッチのずれ量が0mmの場合よりも、噛合部３２ｃ３のさらに歯先部３２ｃ１寄りの部分に配置される。これに対し、図９の上段に示されるように、比較例における噛合点ＥＰにおいても、斜歯１０１のさらに歯先寄りの部分に配置される。

【0062】

図８および図９の上段において、圧力角αにおいては、図１０に示されるように、本発明（実線）においては約31degの値を示した（α≒31deg）。一方、比較例（破線）においては約24degの値を示した（α≒24deg）。また、バックラッシβにおいては、図８および図９に示されるように、本発明の方が比較例よりも少しだけ小さい値を示した。さらに、図１１に示されるように、本発明（α≒31deg）においては、動力伝達効率は約85%の十分な値を示し、比較例（α≒24deg）においては、動力伝達効率が90%を超える十分な値（約91%）を示すことが判った。

【0063】

このように、ピニオンギヤ３１とヘリカルギヤ３２との芯間ピッチが、製造誤差等でばらついた場合において、圧力角αについては、比較例では約24degから40degの間で大きくばらつき、本発明では約29degから31degの間で安定する（ばらつかない）ことが判った（図１０参照）。さらには、本発明の減速機構３０では、比較例の減速機構に比して、バックラッシ（遊び）βにおいても、小さい値側で変化することが判った（図８および図９参照）。

【0064】

ここで、十分に使用に耐え得る動力伝達効率は、減速機構３０を駆動するブラシレスモータ２０の仕様（ワイパ装置の駆動源用として必要な出力等）に合わせて、80%以上とするのが望ましい。ただし、単に動力伝達効率を大きくすべく斜歯の歯たけを大きくして圧力角を小さくすると、今度は減速機構３０の作動時においてピニオンギヤ３１のピニオン本体３１ｂがヘリカルギヤ３２の斜歯３２ｃに干渉してしまう。つまり、ピニオンギヤ３１とヘリカルギヤ３２との噛み合いが成り立たなくなる。そこで、ピニオンギヤ３１とヘリカルギヤ３２との噛み合いを成立させる圧力角αを調査したところ、10deg以上とするのが望ましいことが判った。

【0065】

言い換えれば、ピニオンギヤ３１とヘリカルギヤ３２との噛み合いを成立させ、かつ両者の動力伝達効率を80％以上とすることが、減速機構３０を形成する上での必要条件となる。これを纏めると、図１１に示されるように、螺旋状歯３１ｃと斜歯３２ｃとの圧力角αが10degから33degとなる基準領域ＡＲ１（網掛部分参照）の範囲に入るように、減速機構３０を形成すれば良いことが判った。

【0066】

なお、本実施の形態における減速機構３０は、上述のように圧力角αの変動範囲が約29degから31degとなっており、基準領域ＡＲ１（圧力角α＝10degから33deg）の範囲に入っていることが判る。なお、圧力角が33degを超えるＮＧ領域ＡＲ２では、十分な動力伝達効率が得られず、圧力角が10degを下回るＮＧ領域ＡＲ３では、ピニオンギヤ３１とヘリカルギヤ３２との噛み合いを成立させるのが難しくなる。

【0067】

以上詳述したように、実施の形態１では、斜歯３２ｃを形成する歯先部３２ｃ１と歯底部３２ｃ２との間に、螺旋状歯３１ｃが噛み合わされる噛合部３２ｃ３が設けられ、ヘリカルギヤ３２の軸方向視において、噛合部３２ｃ３の形状が、斜歯３２ｃの歯厚方向に窪んだインボリュート曲線の形状に形成されている。

【0068】

これにより、ピニオンギヤ３１とヘリカルギヤ３２との芯間ピッチがばらついても、圧力角αを小さい値側で安定させることができ、ひいては製品毎に動力伝達効率をばらつくことなく向上させることが可能となる。よって、量産に耐えられる減速機構３０を実現することができる。

【0069】

また、実施の形態１では、螺旋状歯３１ｃと斜歯３２ｃとの圧力角αが、10degから33degとなっているので、１つの螺旋状歯３１ｃを有し、かつ複数の斜歯３２ｃを有する減速機構３０において、螺旋状歯３１ｃ（ピニオンギヤ３１）と斜歯３２ｃ（ヘリカルギヤ３２）との噛み合いを成立させ、かつ両者の動力伝達効率を80％以上とすることができる。よって、ワイパ装置の駆動源として好適に用いることが可能となる。

【0070】

さらに、実施の形態１では、製品毎に動力伝達効率がばらつくことを抑えて、ひいては不良品の発生を抑制できるので、製造に関わるエネルギーの省力化を図ることが可能となる。よって、国連が主導する持続可能な開発目標（SDGs）において、特に目標７（手ごろで信頼でき、持続可能かつ近代的なエネルギーへのアクセスを確保する）および目標１３（気候変動とその影響に立ち向かうため、緊急対策を取る）に貢献することができる。

【0071】

次に、本発明の実施の形態２について、図面を用いて詳細に説明する。なお、上述した実施の形態１と同様の機能を有する部分については同一の記号を付し、その詳細な説明を省略する。

【0072】

図１２は実施の形態２を示す図６に対応した図を示している。

【0073】

図１２に示されるように、実施の形態２の減速機構４０では、実施の形態１に比して、ヘリカルギヤ３２の斜歯３２ｃの形状のみが異なっている。具体的には、斜歯３２ｃは、当該斜歯３２ｃの先端側（図中上側）に設けられる歯先部３２ｃ１と、斜歯３２ｃの基端側（図中下側）に設けられる歯底部４１と、を備えている。また、斜歯３２ｃは、歯先部３２ｃ１と歯底部４１との間のうちの歯先部３２ｃ１寄りに設けられ、ピニオンギヤ３１の螺旋状歯３１ｃが噛み合わされる噛合部４２と、歯先部３２ｃ１と歯底部４１との間のうちの歯底部４１寄りに設けられ、歯底部４１と噛合部４２とを滑らかに繋ぐ円弧状接続部４３と、を備えている。

【0074】

より具体的には、図１２に示されるように、１つの斜歯３２ｃに対して、１つの歯先部３２ｃ１と、当該歯先部３２ｃ１の両側に配置される一対の歯底部４１，一対の噛合部４２および一対の円弧状接続部４３と、が設けられている。

【0075】

噛合部４２を形成する外形線Ｌ４（図中実線）の形状、つまりヘリカルギヤ３２の軸方向視における噛合部４２の形状は、実施の形態１（図６参照）と同様に、斜歯３２ｃの歯厚方向（図中左右方向）に窪んだインボリュート曲線の形状に形成されている。ただし、実施の形態２では、実施の形態１に比して接続関係が逆となっている。つまり、噛合部４２を形成する外形線Ｌ４の最も長さが長くかつ半径が大きい円弧ａ５側が、歯先部３２ｃ１を形成する外形線Ｌ１に接続されている。一方、噛合部４２を形成する外形線Ｌ４の最も長さが短くかつ半径が小さい円弧ａ１側が、円弧状接続部４３を形成する外形線Ｌ５に接続されている。

【0076】

また、歯底部４１は、ヘリカルギヤ３２の回転方向に直線状に延びている。歯底部４１を形成する外形線Ｌ６は、実施の形態１の歯底部３２ｃ２を形成する外形線Ｌ２よりも、高さ寸法Ｈの分だけ、ピニオンギヤ３１の螺旋状歯３１ｃ寄りに配置されている。これにより、実施の形態２では、実施の形態１に比して、ヘリカルギヤ３２の歯底部４１の部分の肉厚を厚くすることが可能となり、ひいては斜歯３２ｃの剛性アップが図れるようになっている。

【0077】

なお、実施の形態２においても、外形線Ｌ１，Ｌ４，Ｌ５およびＬ６は、角部が形成されないように互いに滑らかに接続されている。

【0078】

以上のように形成された実施の形態２においても、上述した実施の形態１と同様の作用効果を奏することができる。これに加えて、実施の形態２では、ヘリカルギヤ３２の回転方向に直線状に延びる歯底部４１を有しているので、ヘリカルギヤ３２の斜歯３２ｃの剛性アップを図ることができる。また、噛合部４２と歯底部４１との間に、両者を滑らかに繋ぐ円弧状接続部４３が設けられているので、ヘリカルギヤ３２を成形する際に用いる金型に角部を設けずに済み、当該金型の寿命を延ばすことが可能となる（量産性向上）。ただし、当該作用効果（量産性向上）は、円弧状の噛合部３２ｃ３と円弧状の歯底部３２ｃ２とを滑らかに繋いだ実施の形態１（図６参照）においても、同様に奏することができる。

【0079】

本発明は上述した実施の形態１，２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言うまでもない。実施の形態１では、図６に示されるように、噛合部３２ｃ３を形成する外形線Ｌ３の最も長さが短くかつ半径が小さい円弧ａ１側を、歯先部３２ｃ１を形成する外形線Ｌ１に接続し、噛合部３２ｃ３を形成する外形線Ｌ３の最も長さが長くかつ半径が大きい円弧ａ５側を、歯底部３２ｃ２を形成する外形線Ｌ２に接続したが、本発明はこれに限らず、実施の形態２のように、噛合部３２ｃ３を形成する外形線Ｌ３の接続関係を逆にしても良い。

【0080】

また、実施の形態２では、図１２に示されるように、噛合部４２を形成する外形線Ｌ４の最も長さが長くかつ半径が大きい円弧ａ５側を、歯先部３２ｃ１を形成する外形線Ｌ１に接続し、噛合部４２を形成する外形線Ｌ４の最も長さが短くかつ半径が小さい円弧ａ１側を、円弧状接続部４３を形成する外形線Ｌ５に接続したが、本発明はこれに限らず、実施の形態１のように、噛合部４２を形成する外形線Ｌ４の接続関係を逆にしても良い。

【0081】

さらに、実施の形態２では、歯底部４１を、ヘリカルギヤ３２の回転方向に直線状に延ばした形状に形成したが、本発明はこれに限らず、例えば、半径Ｒ４（歯底部３２ｃ２を形成する外形線Ｌ２の半径）よりも大きい半径の円弧状に形成しても良い。

【0082】

また、実施の形態１，２では、減速機構３０，４０（減速機構付モータ１０）を、車両に搭載されるワイパ装置の駆動源に適用したものを示したが、本発明はこれに限らず、パワーウィンドウ装置，サンルーフ装置，シートリフター装置等の他の駆動源にも適用することができる。

【0083】

さらに、実施の形態１，２では、減速機構３０，４０をブラシレスモータ２０で駆動する減速機構付モータ１０を示したが、本発明はこれに限らず、ブラシレスモータ２０に換えてブラシ付きモータを採用して、当該ブラシ付きモータで減速機構３０，４０を駆動させることもできる。

【0084】

その他、上述した実施の形態１，２における各構成要素の材質，形状，寸法，数，設置箇所等は、本発明を達成できるものであれば任意であり、上述の実施の形態１，２に限定されない。

【符号の説明】

【0085】

１０：減速機構付モータ，１１：ハウジング，１２：ケーシング，１２ａ：底壁部，１２ｂ：側壁部，１２ｃ：ケースフランジ，１２ｄ：ボス部，１２ｅ：補強リブ，１２ｆ：軸受部材収容部，１２ｇ：止め輪，１３：カバー部材，１３ａ：本体部，１３ｂ，カバーフランジ，１３ｃ：モータ収容部，１３ｄ：コネクタ接続部，１３ｅ：ターミナル部材，２０：ブラシレスモータ，２１：ステータ，２１ａ：コイル，２２：ロータ，２２ａ：ロータ本体，２２ｂ：永久磁石，３０：減速機構，３１：ピニオンギヤ（第１ギヤ），３１ａ：固定部，３１ｂ：ピニオン本体（本体部），３１ｃ：螺旋状歯，３２：ヘリカルギヤ（第２ギヤ），３２ａ：ギヤ本体，３２ｂ：筒状部，３２ｃ：斜歯，３２ｃ１：歯先部，３２ｃ２：歯底部，３２ｃ３：噛合部，３３：ボールベアリング，３４：出力軸，４０：減速機構，４１：歯底部，４２：噛合部，４３：円弧状接続部，１００：ヘリカルギヤ，１０１：斜歯，ＡＬ：補助線，ＡＲ１：基準領域，ＡＲ２，ＡＲ３：ＮＧ領域，ＢＬ：境界線，ＢＰ：頂点，Ｃ１：ピニオンギヤ３１の回転中心，Ｃ２：螺旋状歯３１ｃの中心，Ｃ３：ヘリカルギヤ３２の回転中心，ＣＣ：円筒，Ｃｔ：円筒ＣＣの中心，ＥＰ：噛合点，Ｇ：潤滑油，Ｌ１～Ｌ６：外形線，ＯＣ：螺旋状歯３１ｃの中心Ｃ２の軌跡，Ｓ：隙間，ａ１～ａ５：インボリュート曲線の円弧，α：圧力角，β：バックラッシ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】