JP6132611B2 - 電動モータ装置、ワイパ駆動用電動モータ装置 - Google Patents
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Description
電動モータ装置は、車両に搭載されたバッテリなどの電源により作動する電動モータと、電動モータ部の回転運動を伝達する伝達機構と、伝達機構に接続された出力軸とを備える。さらに、電動モータ装置は、伝達機構を収容するハウジングを備える。
これら摺動部材は、金属板をプレス加工又はレーザ加工して形成される。
このため、摺動部材に形成されたバリ等による悪影響を防止又は緩和することが要請される。
図1は、本発明の実施形態に係る電動モータ装置1を示す平面図である。図1は、後述するハウジングカバーを取り外した状態を示す。
電動モータ部10は、リヤワイパを揺動させる駆動源である。ハウジング20は、伝達機構50を収容すると共に、電動モータ部10及び出力軸60を支持する。伝達機構50は、電動モータ部10に接続されて、電動モータ部10の回転力を伝達する。出力軸60は、伝達機構50に連結されて、電動モータ部10の回転力をリヤワイパに伝達する。
電動モータ部10は、ブラシを用いて電力を給電する、いわゆるブラシ付モータである。
電動モータ部10は、有底筒状のモータハウジング11、モータハウジング11の内側に回転自在に配置されたアーマチュア(不図示)等を備える。
モータハウジング11は、鉄等の金属からなる部材であって、例えば深絞りによるプレス加工等により成型される。モータハウジング11の内周面には、複数のマグネットが接着剤等により取り付けられる。
ハウジング20は、例えばアルミニウム等からなる部材である。ハウジング20は、アルミダイキャストにより形成される。ハウジング20は、モータ取付部21、伝達機構収納部23、スリーブ30を有し、これらが一体的に形成される。
モータ取付部21には、電動モータ部10に給電するためのコネクタ部材70が組み付けられる。コネクタ部材70には、バッテリ等の電源(不図示)から延出されたハーネス(不図示)が接続される。これにより、電動モータ部10に給電される。
スリーブ30は、伝達機構収納部23の外面から立設する円筒形の部位である。スリーブ30は、出力軸60の基端部62を回転可能に支持する。
ウォームシャフト52の基端は、ハウジング20に取り付けられた滑り軸受22を介してハウジング20に対して回転可能に支持される。
電動モータ部10のモータシャフト13の回転速度は、ウォームシャフト52とウォームホイール54とにより減速される。ウォームシャフト52とウォームホイール54とにより、大きな減速比が得られる。また、他の歯車機構に比べてバックラッシュも小さい。ウォームシャフト52の回転によりウォームホイール54が回転するが、その逆は不可能である。
プレート部56bの端部56eは、ウォームホイール54の側面(上面)に設けられた連結軸55に回動可能に接続(支持)される。
動力伝達部材56の第一セクタギヤ部56cは、第二セクタギヤ58に噛み合う。
セクタギヤ軸56dと出力軸60には、長尺板状の連結プレート(摺動部材、連接摺動部材)57がそれぞれ回転可能に連結される。連結プレート57は、ハイテンション鋼をプレス加工して形成される。
セクタギヤ軸56dと出力軸60との間に連結プレート57が配置されることにより、セクタギヤ軸56dと出力軸60との距離が一定に保たれる。
連結軸55は、ウォームホイール54の回転により、ウォームホイール54の周方向に沿って回転移動する。この連結軸55の回転移動により、連結軸55に連結された動力伝達部材56が連結プレート57を揺動させる。連結軸55の回転移動により、動力伝達部材56と連結プレート57の相対的角度が増大したり減少したりする運動が連続的に繰り返される。連結軸55(ウォームホイール54)が一回転すると、動力伝達部材56と連結プレート57の相対的角度が増大したり減少したりする一連の運動が一回行われる。
出力軸60は、例えば鉄等の金属により形成された棒状部材である。出力軸60は、ハウジング20(伝達機構収納部23)の外側に向かって突設される。
出力軸60の全長は、電動モータ装置1が搭載される車種によって適宜設定されるため、車種毎に異なる。
出力軸60の基端は、伝達機構50に連結される。出力軸60の基端は、第二セクタギヤ58に接続される。出力軸60と第二セクタギヤ58は、相対回転ができないように固定される。
出力軸60の先端には、ネジ部(不図示)が形成される。このネジ部には、リヤワイパがナット等により固定される。
出力軸60は、第二セクタギヤ58の揺動に対応して、往復回動する。出力軸60は、ウォームホイール54が一回転するごとに、一往復回動する。出力軸60の往復回動により、出力軸60に取り付けられたリヤワイパが揺動する。
図2は、伝達機構50の断面図である。
図3は、連結プレート57と第二セクタギヤ58を示す図であり、
(a)は連結プレート57の平面図、(b)は連結プレート57の外縁の断面図、(c)は第二セクタギヤ58の平面図である。
動力伝達部材56、連結プレート57及び第二セクタギヤ58は、それぞれ平板形の部材であり、3mm程度の厚さの板金(ハイテンション鋼)をプレス加工(打ち抜き加工)することにより形成される。
このため、動力伝達部材56、連結プレート57及び第二セクタギヤ58のそれぞれは、プレス加工が施される加工面56f,57f,58fと、加工面56f,57f,58fに背向する裏面56h,57b,58bと、を有する。加工面56f,57f,58fは、プレス加工の際にパンチ(雄型)が当接する面であり、裏面56h,57b,58bは、ダイ(雌型)が当接(載置)する面である。
図3(b)に示すように、例えば連結プレート57では、加工面57fと裏面57hに直交する外周面の内面に、ダレDやバリBが形成される。外周面の内面のうち、加工面57f側は、せん断面となり、ダレが形成される。裏面57h側は、破断面となり、バリBが形成される。バリBは、裏面57h側に突出し、裏面57hから垂直に立設するように形成される。
板金から連結プレート57を打ち抜いた後に、貫通孔を形成する場合には、外周面の内面に形成されるバリBと貫通孔の内面に形成されるバリBの突出方向が逆向きになる場合がある。
なお、貫通孔の内面に形成されたバリBは、貫通孔にシャフト等を嵌合する必要があるため、ほぼ完全に除去される。
動力伝達部材56、連結プレート57及び第二セクタギヤ58は、重なるように配置されて、互いに摺接する。動力伝達部材56と連結プレート57が摺接し、連結プレート57と第二セクタギヤ58が摺接する。
このとき、例えば、動力伝達部材56の裏面56hと連結プレート57の裏面57hが摺接すると、裏面56hから突出するバリBと裏面57hから突出するバリBが接触して、かじりついてしまう。かじりとは、金属同士が摩擦熱によって溶着することをいう。このため、動力伝達部材56と連結プレート57の摺動を阻害するという不具合が発生する。
また、バリB同士が擦れ合って異音を発生させたり、動力伝達部材56や連結プレート57の耐摩耗性(耐久性)を低下させたりするおそれがある。
具体的には、第二セクタギヤ58は、裏面58hが伝達機構収納部23(ハウジング20)の底面23s側を向くように配置される。このため、第二セクタギヤ58の加工面58fは、開口側を向いて、連結プレート57に摺接する。
連結プレート57は、裏面58hが開口側を向くように配置される。このため、連結プレート57の加工面57fは、伝達機構収納部23(ハウジング20)の底面23s側を向いて、第二セクタギヤ58に摺接する。
このように、連結プレート57と第二セクタギヤ58とは、互いに加工面57f,58fが摺接するので、バリB同士が接触することはない。したがって、連結プレート57及び第二セクタギヤ58は、円滑に摺動又は回動することができる。
このように、動力伝達部材56は、ウォームホイール54に対して加工面56fを摺接させているので、バリBがウォームホイール54の側面に接触することはない。したがって、動力伝達部材56及びウォームホイール54は、円滑に摺動又は回転することができる。
ウォームホイール54に対する動力伝達部材56の摺動面積と、連結プレート57に対する動力伝達部材56の摺動面積とを比較すると、前者(ウォームホイール54に対する摺動面積)が数倍も大きい。
そこで、動力伝達部材56のバリBがウォームホイール54に接触することを避けて、連結プレート57に接触させている。動力伝達部材56のバリBのうち、連結プレート57に接触するのは、第一セクタギヤ部56cに形成されたものに過ぎない。また、バリB同士が接触することは回避されている。このため、上述したような不具合の発生の可能性が低い。
しかし、連結プレート57や第二セクタギヤ58を線対称な形状に形成した場合には、伝達機構50の組立作業時に、連結プレート57や第二セクタギヤ58の取り付け方向を間違えてしまう可能性がある。つまり、加工面57f,58fと裏面57h,58bの区別がつかないので、加工面57f,58fと裏面57h,58bが反対になるように組み立てられるおそれがある。このような場合には、上述した不具合が発生してしまう。
連結プレート57は、両端のリング形の接続部57sと、この接続部57s同士を連結する矩形の中央部57tとからなる。そして、接続部57sと中央部57tが繋がる部分が非対称に形成される。
なお、中央部57tの断面積は、接続部57sの断面積よりもやや大きくなるように設定される。強度を確保しつつ、軽量化を図るためである。
図1に示すように、伝達機構収納部23(ハウジング20)の底面23sには、動力伝達部材56に摺接する摺接面24が形成される。摺接面24は、ウォームホイール54と第二セクタギヤ58の外周側に形成される。
動力伝達部材56が摺動して、動力伝達部材56の第一セクタギヤ部56cがウォームホイール54の側面(上面)から外周側に飛び出たときに、動力伝達部材56の加工面56fが摺接面24に摺接する。これにより、動力伝達部材56の第一セクタギヤ部56cが摺接面24に支持されつつ摺動する。
第一セクタギヤ部56cと第二セクタギヤ58が噛み合う際に、摺接面24に摺動すると、騒音や振動の原因となってしまう。そこで、摺接面24は、第一セクタギヤ部56cには、摺接しないように設定される。
また、摺接面24は、動力伝達部材56の先端側の一部にのみ摺接するので、動力伝達部材56と摺接面24の接触面積が従来よりも小さくなっている。このため、動力伝達部材56と摺接面24との摺動(接触)抵抗が大きくなって、動力伝達部材56の摺動が阻害されたり、動力伝達部材56が摺接面24にかじりついたりする不具合の発生が防止される。
ウォームホイール54に対する動力伝達部材56の摺動面積と、連結プレート57に対する動力伝達部材56の摺動面積とを比較すると、前者が大きい。このため、動力伝達部材56の加工面56fは、ウォームホイール54に摺接するように配置される。
このため、動力伝達部材56及びウォームホイール54は、円滑に摺動又は回転することができる。
一方、動力伝達部材56の裏面57hは、連結プレート57の加工面57fに摺接するため、動力伝達部材56のバリBが連結プレート57の加工面57fに接触する。しかし、動力伝達部材56のバリBのうちの一部が連結プレート57に接触するに過ぎない。このため、動力伝達部材56及び連結プレート57の摺動が阻害される可能性は低い。
また、動力伝達部材56と摺接面24との摺動(接触)抵抗が大きくなって、動力伝達部材56の摺動が阻害されたり、動力伝達部材56が摺接面24にかじりついたりする不具合の発生が防止できる。
図4は、伝達機構の変形例(伝達機構150)を示す平面図である。
図5は、伝達機構150の断面図である。
伝達機構50に代えて、伝達機構150を用いてもよい。
第一連結プレート156の他端側は、第二連結プレート158の一端側に回動可能に接続(支持)される。
出力軸60がハウジング20(スリーブ30)に対して回転可能に支持されることにより、第二連結プレート158の他端側もハウジング20に対して回転可能に支持される。
連結軸55は、ウォームホイール54の回転により、ウォームホイール54の周方向に沿って回転移動する。この連結軸55の回転移動により、連結軸55に連結された第一連結プレート156が、第二連結プレート158を揺動させる。これにより、第二連結プレート158に固定された出力軸60が回動(往復回動)する。
第二連結プレート158は、裏面158hが伝達機構収納部23(ハウジング20)の底面23s側を向くように配置される。このため、第二連結プレート158の加工面158fは、開口側を向いて、第一連結プレート156に摺接する。
このように、第一連結プレート156と第二連結プレート158とは、互いに加工面156f,158fが摺接するので、バリB同士が接触することはない。したがって、第一連結プレート156及び第二連結プレート158は、円滑に摺動又は回動することができる。
伝達機構収納部23(ハウジング20)の摺接面24に、グリースを保持する窪部24gを形成する場合について説明したが、これに限らない。動力伝達部材56の加工面56fに窪部(第二窪部)56gを形成してもよい。窪部56gにグリースを保持させることにより、窪部24gと同一の効果が得られる。
Claims (6)
- 電動モータ部と、
相互に摺接し合う複数の摺動部材を有し、前記電動モータ部の回転力を伝達する伝達機構と、
前記伝達機構に連結された出力軸と、
を備える電動モータ装置において、
前記摺動部材同士は、プレス加工又はレーザ加工が施される加工面同士を前記出力軸の軸方向においてそれぞれ摺接するよう密着させて配置され、
前記摺動部材のうち、前記出力軸に接続される第一摺動部材は、前記加工面と前記加工面に背向する裏面を認識できる非対称形状に形成され、
前記摺動部材のうち、一端に前記第一摺動部材が接続されると共に、他端に他の摺動部材が接続される連接摺動部材は、前記第一摺動部材と前記他の摺動部材とが各々接続される2つのリング形の接続部の断面積よりも、前記接続部同士の間の中央部の断面積が大きく設定され、
前記連接摺動部材は、前記接続部の外径が前記連接摺動部材の短手方向において最も大きくなるように形成されていると共に、前記接続部と前記中央部とが繋がる部分が、2つの前記接続部の中心穴を通る仮想線を基準として非対称となるように形成されていることを特徴とする電動モータ装置。 - 前記摺動部材のうち、前記出力軸の軸方向において他の二つの摺動部材に挟まれて摺接する両面摺動部材は、前記他の二つの摺動部材に対して摺接する面積が大きくなる面が前記加工面に設定されることを特徴とする請求項1に記載の電動モータ装置。
- 前記伝達機構は、
前記出力軸に連結されたセクタギヤと、
前記セクタギヤに噛み合うセクタギヤ部を有すると共に前記セクタギヤの回転中心周りに回動するリンク部材と、
を有し、
前記伝達機構を収容するハウジングは、前記リンク部材におけるセクタギヤ部を除く領域に対して摺接する摺接面を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の電動モータ装置。 - 前記摺接面は、潤滑材を収容する第一窪部を有することを特徴とする請求項3に記載の電動モータ装置。
- 前記リンク部材は、前記摺接面に摺接する領域に潤滑材を収容する第二窪部を有することを特徴とする請求項3又は4に記載の電動モータ装置。
- 車両のウインドウを拭くワイパアームを駆動する電動モータ部を有するワイパ駆動用電動モータ装置において、
前記電動モータ部として、請求項1から5のいずれか一項に記載の電動モータ装置を用いることを特徴とするワイパ駆動用電動モータ装置。
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