蜗轮蜗杆的制作方法
蜗轮蜗杆的制作方法
【专利摘要】蜗轮蜗杆包括：蜗杆，形成有贯穿孔，该贯穿孔被内插传动电机的旋转的轴；蜗轮，与蜗杆啮合、将旋转传动到输出轴。在将法向齿距记为E、凹部的沿蜗杆轴方向的宽度记为H时，蜗杆被构成使得满足式（1）H／E≥0.6。
【专利说明】蜗轮蜗杆
【技术领域】
[0001]本发明涉及可适用于通过动力来进行开闭的部件的减速器的蜗轮蜗杆(wormgear)，例如涉及用于开闭车辆的自动窗、活动车顶的减速器的蜗轮蜗杆。
【背景技术】
[0002]以往，作为驱动汽车的自动窗的机构，已知有具备由蜗杆(worm)和蜗轮(wormwheel)构成的减速器的电机。通常，为抑制齿部的磨损，在蜗杆与蜗轮的啮合部填充有润滑油等润滑剂。
[0003]希望这样的润滑剂即使在经过很长的期间和使用环境产生变化的情况下，也能持续存在于啮合部。例如，已设计出在齿面上具有保持润滑剂的凹部的蜗杆(参照专利文献I)。采用了这样的结构的蜗杆，在与蜗轮的啮合而齿面彼此压接时，能使齿面间的润滑性良好，能减小齿面的磨损。
[0004]〔在先技术文献〕
[0005]〔专利文献〕
[0006]〔专利文献I〕日本特开2003- 65422号公报
【发明内容】
[0007]〔发明所要解决的课题〕
[0008]但是，当电机未被驱动时，润滑油均匀地存在于蜗轮齿的左右。此外，电机根据用途而反复进行正转(CW)和逆转(CCW)。因此，例如电机在被逆转地驱动的情况下，“蜗杆的齿的右侧”与“蜗轮的齿的左侧”相接触。因此，该部分的润滑油会变薄。变薄的量的润滑油介由蜗轮蜗杆的润滑油储留部而流向“蜗轮的齿的右侧”。而当电机被正转地驱动时，“蜗杆的齿的左侧”与“蜗轮的齿的右侧”相接触。因此，该部分的润滑油变薄。变薄的量的润滑油介由蜗轮蜗杆的润滑油储留部流向“蜗轮的齿的左侧”。
[0009]通常，在“蜗杆的齿”与“蜗轮的齿”之间存在适当的齿隙(backlash)，故能保持如上述那样的润滑油的流动。但是，根据使用条件和使用环境的不同，齿隙会减小、或润滑油会减少或劣化，故可能无法保持润滑油的适当的流动。
[0010]本发明是鉴于这样的状况而研发的，其目的在于提供一种用于恰当地保持存在于减速器中的蜗杆与蜗轮之间的润滑剂的技术。
[0011]〔用于解决课题的手段〕
[0012]为解决上述课题，本发明一个方案的蜗轮蜗杆包括:蜗杆，形成有贯穿孔，该贯穿孔被内插被传动电机旋转的轴；蜗轮，与蜗杆啮合、将旋转传动给输出轴。在将法向齿距记为E、凹部的沿蜗杆轴方向的宽度记为H时,蜗杆被构成为满足式(I) H / E >0.6。
[0013]根据该方案，存在于蜗杆与蜗轮之间的润滑剂会被恰当地保持。
[0014]本发明的另一方案也是蜗轮蜗杆。该蜗轮蜗杆包括蜗杆，形成有贯穿孔，该贯穿孔被内插被传动电机旋转的轴和蜗轮，与蜗杆啮合、将旋转传动给输出轴。在将法向齿距记为E、齿根圆的半径记为F、从齿根圆向蜗杆轴中心延伸而形成的凹部的从齿根圆起的深度记为G、凹部的沿蜗杆轴方向的宽度记为H时,蜗杆被构成为满足式(I)H / E >0.6式(2)(F — J / 2) X0.25 ≥ G ≥ ΕΧ0.1。
[0015]根据该方案，能增大从蜗杆的齿根圆向蜗杆轴中心延伸而形成的凹部的容积，故能将较多的润滑剂保留在蜗杆与蜗轮之间。因此，即使因使用环境的变化和零件的磨损等而动作状况变化了，润滑剂也会稳定地发挥作用。
[0016]本发 明的另一方案也是蜗轮蜗杆。该蜗轮蜗杆包括:蜗杆，形成有贯穿孔，该贯穿孔被内插被传动电机旋转的轴；以及蜗轮，与蜗杆啮合、将旋转传动给输出轴。在将法向齿距记为E、齿根圆的半径记为F、从齿根圆向蜗杆轴中心延伸而形成的凹部的从齿根圆起的深度记为G、凹部的沿蜗杆轴方向的宽度记为H、贯穿孔的内径记为J时,蜗杆被构成为满足式(3) H / E ≥ 0.6 式(4) F —G —J / 2 ≥ J / 3。
[0017]根据该方案，能加厚从蜗杆的齿根圆向蜗杆轴中心延伸而形成的凹部与贯穿孔之间的厚度，故能加强蜗轮蜗杆与轴的压入力。
[0018]蜗轮可以由树脂材料构成，蜗杆可以由金属材料构成。树脂材料容易成形而在材料强度上有改善的余地。但是，用金属材料构成蜗杆，通过将蜗杆的法向齿距加大，能加厚蜗轮的齿厚，故能采用树脂材料作为蜗轮的材料。
[0019]蜗轮可以被与输出轴一体地构成。由此，能省略有时在使蜗轮与输出轴成为相独立的个体时会需要的、在蜗轮与输出轴之间插入的缓冲部件，能减少零件个数。
[0020]此外，将以上构成要素的任意组合、本发明的表现形式在方法、装置、系统等间变换后的实施方式，作为本发明的方案也是有效的。
[0021]〔发明效果〕
[0022]通过本发明，能恰当地保持存在于蜗杆与蜗轮之间的润滑剂。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1是从输出轴侧观看本实施方式的带减速器的DC电机的主视图。
[0024]图2是从A方向观看图1所示的带减速器的DC电机时的侧视图。
[0025]图3是图1所示的带减速器的DC电机的B — B剖面图。
[0026]图4是从C方向观看图3所示的减速器时的齿轮箱主体的仰视图。
[0027]图5是从D方向观看图4所示的齿轮箱主体时的剖面图。
[0028]图6是第I实施方式的蜗轮的剖面图。
[0029]图7的(a)是第I实施方式的蜗轮的仰视图，图7的(b)是第I实施方式的蜗轮的俯视图。
[0030]图8是蜗轮蜗杆的啮合部的主要部分放大图。
[0031]图9表示了在电机被逆转驱动的状态下的蜗轮蜗杆的啮合部处的润滑油的存在区域。
[0032]图10表示了在电机被逆转驱动的状态下的蜗轮蜗杆的啮合部处的润滑油的存在区域。
[0033]图11是本实施方式的蜗杆的润滑油储留部附近的放大图。
[0034]图12的(a)~图12的(C)是用于说明算出润滑油储留部的面积S的计算式的示意图。
[0035]图13是用于说明润滑油储留部的另一实施例的图。
[0036]图14是用于说明润滑油储留部的再一实施例的图。
[0037]图15是用于说明啮合有效齿面范围的示意图。
【具体实施方式】
[0038]本发明的减速器可适用于使电机的运转减速来使得对象物移动的装置，例如适合车辆的自动窗系统、活动车顶、自动调节式座位、闭门器等装置。此外，本发明的减速器被构成使得所内置的蜗轮蜗杆可正转及逆转。
[0039]以下参照【专利附图】
【附图说明】本发明的实施方式。此外，在附图的说明中，对相同要素标注相同的标号，并适当省略重复的说明。此外，以下所述的结构是例示，并不限定本发明的范围。
[0040](第I实施方式)
[0041]图1是从输出轴侧观看本实施方式的带减速器的DC电机100的主视图。图1中为使得能观看到后述的蜗杆与蜗轮的啮合部，表示了将壳体的一部分切开后的状态。
[0042]带减速器的DC电机100具备电机部10和与电机部10的轴(shaft)连结的减速器12。电机部10具备筒状的外壳14和用于从外部供电的连接器15。外壳14在其侧面具有2对相对的平坦面14a和分别连结平坦面14a彼此的多个连结面14b。外壳14也可以是不具有连结面、由2对平坦面构成的方形的外壳。减速器12具备收容后述蜗轮的圆筒状的壳体16。
[0043]图2是从A方向观看图1所示的带减速器的DC电机100时的侧视图。图3是图1所示的带减速器的DC电机100的B — B剖面图。
[0044]如图2所示的那样，壳体16具有齿轮箱主体18和罩20。罩20在其中央形成有圆形的开口部，输出轴22及可旋转地轴承输出轴22的固定轴24从该开口部向壳体16的外侧突出。固定轴24如图3所示的那样被固定于齿轮箱主体18。
[0045]齿轮箱主体18收容有被固定于电机部10的轴26的蜗杆28及蜗轮30。蜗杆28形成有用于内插轴26的贯穿孔。电机部10的旋转介由轴26被传动给蜗杆28。蜗轮30被构成为与蜗杆28啮合，将旋转传动给输出轴22。固定于齿轮箱主体18的固定轴24可旋转地支承蜗轮30。
[0046]在固定轴24与蜗轮30之间夹持有O环32，以防止杂质和水分从外部侵入齿轮部。此外，罩20以在与齿轮箱主体18之间夹着O环34及O环36的状态而被嵌入齿轮箱主体
18。齿轮箱主体18具有与蜗轮30的圆形的法兰盘部30a对置的对置部18a。
[0047]像这样，本实施方式的蜗轮蜗杆具备形成有贯穿孔的蜗杆，该贯穿孔被内插传动电机的旋转的轴26。
[0048]图4是从C方向观看图3所示的减速器时的齿轮箱主体的仰视图。图5是从D方向观看图4所示的齿轮箱主体时的剖面图。如图4和图5所示的那样，齿轮箱主体18在其圆形的对置部18a的中央部分形成有向壳体的内侧凹陷的壳体凹部38。在壳体凹部38，设有被放射状地排列的多个肋骨40a和环状的肋骨40b。通过这些肋骨(rib) 40a、40b，壳体16的强度提高。像这样，通过在相当于齿轮箱主体18的底面的对置部18a形成向壳体的内侧凹陷的壳体凹部38，并在壳体凹部38设置肋骨，与朝向壳体的外侧设置肋骨的情况相比能提高减速器12的壳体16的强度，同时实现壳体16的薄型化，进而实现减速器12的薄型化。
[0049]接下来，详细叙述蜗轮30。图6是第I实施方式的蜗轮30的剖面图。图7的(a)是第I实施方式的蜗轮30的仰视图、图7的(b)是第I实施方式的蜗轮30的俯视图。
[0050]如各图所示的那样，蜗轮30具有圆筒形状，在其前端设有作为小直径部的输出轴
22。在输出轴22的外周，形成有与旋转部件(例如缆索卷筒(CableDrum))啮合的齿部22a，该旋转部件与作为驱动对象的装置连结。此外，在蜗轮30的大直径部的外周，形成有与蜗杆28啮合的齿部30b。在各图中，省略了齿部30b的形状，但该形状只要被构成为蜗轮30能一边与蜗杆28啮合一边旋转，就不被特别限定。例如也可以是斜齿轮(helical gear)。此外，蜗杆28的齿面也可以是平坦的。同样地，蜗轮30的齿面也可以是平坦的。
[0051]在法兰盘部30a的中央部，设有法兰盘凹部30c。法兰盘凹部30c如图3所示的那样比齿部30b的端面30d更向输出轴侧凹陷。在此，端面30d是与齿轮箱主体18的对置部18a相对的环状的部分。此外，如图3所示的那样，肋骨40a的一部分位于法兰盘凹部30c。由此，肋骨40a不与法兰盘部30a干扰地进入法兰盘凹部30c，故能使得齿轮箱主体18的对置部18a与蜗轮30靠近，能使得壳体16整体薄型化。
[0052]此外，本实施方式的壳体凹部38的底部18b构成有第I滑动面18c，该第I滑动面18c是底部18b的输出轴侧的面与法兰盘部30a的第I滑动部30al滑动的面。第I滑动部30al被形成于法兰盘凹部30c的底部。
[0053]此外，蜗轮30相对于齿轮箱主体18滑动的滑动部不限定于此，可以考虑各种滑动部。例如，蜗轮30可以具有相对于图5所示的壳体凹部38的第2滑动面18d滑动的第2滑动部30a2 (参照图6)。壳体凹部38的第2滑动面18d形成于第I滑动面18c的径向外侦U。并且蜗轮30的第2滑动部30a2形成于作为法兰盘凹部30c底部的第I滑动部30al的径向外侧。蜗轮30还可以具有相对于图5所示的对置部18a的蜗轮侧的第3滑动面18e滑动的第3滑动部30a3 (参照图6)。在本实施方式中，第3滑动部30a3相当于端面30d。
[0054]蜗轮30与齿轮箱主体18滑动的滑动部不限定于一个，可以是多个，只要考虑振动和噪音、耐久性等而适当选择即可。例如，蜗轮30可以在第I滑动部30al和2滑动部30a2相对于齿轮箱主体18滑动。或者，蜗轮30可以在第I滑动部30al或第2滑动部30a2、和第3滑动部30a3相对于齿轮箱主体18滑动。
[0055]此外，本实施方式的蜗轮30与输出轴22被一体地构成。由此，能省略有时在使蜗轮与输出轴成为相独立的个体时会需要的、在蜗轮与输出轴之间插入的缓冲部件，能减少零件个数。
[0056]优选蜗轮蜗杆的模数(module)是0.5?0.8。优选轴的直径是Φ 3.0?5.0mm。这是因为若轴过细，则会在电机驱动的过程中弯曲，若过粗，则不利于电机的轻量化。
[0057]此外，本实施方式的带减速器的DC电机100中，电机部10具备外壳14，该外壳14具有2对相对的平坦面，故与具备圆筒外壳的电机的情况相比，能实现薄型化。此外，2对相对的平坦面中的至少一个平坦面14a与齿轮箱主体18的对置部18a是平行的。由此，能实现带减速器的DC电机100的进一步的薄型化。此外，电机部10的外壳14具有4个平坦面14a,故将其它零件(例如电子控制单元(EQJ Electronic Control Unit)、应对电噪声用的铁氧体磁心)固定于平坦面、或使之靠近时的布局的选择增多，能谋求空间的有效利用。[0058]但是，在构成蜗轮蜗杆的蜗杆和蜗轮之间，为抑制各自的齿面的磨损，存在润滑油等润滑剂。图8是蜗轮蜗杆110的啮合部的主要部分放大图。在图8中，表示了蜗杆112的齿面与蜗轮114的齿面未接触的中立状态下的润滑油116的存在区域。如图8所示的那样，在蜗轮蜗杆110未被驱动时，在蜗轮114的齿部114a的左侧114b和右侧114c，均匀地存在润滑油116。
[0059]图9表示了在电机被逆转驱动状态下的蜗轮蜗杆110的啮合部处的润滑油的存在区域。如图9所示的那样，当电机被逆转地驱动时，蜗杆112的齿部112a的右侧与蜗轮114的齿部114a的左侧相接触。因此，该部分的润滑油116会变薄。变薄的量的润滑油116介由蜗杆112的润滑油储留部118向蜗轮114的齿部114a的右侧114c流动。
[0060]图10表示了电机正转驱动状态下的蜗轮蜗杆110的啮合部处的润滑油的存在区域。如图10所示的那样，当电机正转驱动时，蜗杆112的齿部112a的左侧与蜗轮114的齿部114a的右侧相接触。因此，该部分的润滑油116会变薄。变薄的量的润滑油116介由蜗杆112的润滑油储留部118向蜗轮114的齿部114a的左侧114b流动。
[0061]若是在通常温度下使用，则在蜗杆112的齿部112a与蜗轮114的齿部114a之间会存在适当的齿隙，故能保持上述的润滑油流动。但是，例如在蜗轮114由树脂材料构成，并且蜗杆112由金属材料构成的情况下，树脂比金属热膨胀率高，故若在高温环境中使用蜗轮蜗杆110，则蜗轮114会比蜗杆112膨胀量大、齿隙减薄。
[0062]由此，存在于啮合部的润滑油116会溢出到其它部分。所谓其它部分，例如是蜗杆112的长度方向的两端部分、蜗杆112与蜗轮114的啮合部以外的部分。溢出到这样的部分的润滑油会继续停留在该处，不会再次返回啮合部，故不再作为润滑剂发挥作用，会被浪费掉。此外，润滑油还会随着时间的经过而劣化。因此，润滑油中的作为润滑剂而有效地发挥作用的比例会减小。
[0063]因此，在本实施方式的蜗轮蜗杆中，通过改良蜗杆的形状而增加润滑油储留部118的容积，以使得能更多地储留润滑油。此外，为增加润滑油储留部118的容积，还可以考虑加深蜗杆112的齿根的润滑油储留部的深度，但若考虑蜗杆的强度，则无法简单地加深它。特别地，当蜗杆与轴是相独立的个体时，若蜗杆轴部壁厚变薄，则蜗杆会变得容易变形，故加深润滑油储留部的深度是有限的。
[0064]因此，在本实施方式的蜗杆112中，减薄齿部112a的齿厚而扩展齿部112a与相邻的齿部112a之间的区域，并形成从蜗杆112的齿根圆向蜗杆轴中心延伸得不太深的程度的凹部。
[0065]图11是本实施方式的蜗杆的润滑油储留部附近的放大图。此外，图11是从轴交角方向观看的图。以下，说明润滑油储留部的最合适的大小和伴随于它的蜗杆的诸要素。
[0066]作为蜗杆112的诸要素，如图11所示的那样，将法向齿距记为E、齿根圆Rl的半径记为F、从齿根圆Rl朝向蜗杆轴中心而形成的凹部112b距齿根圆Rl的深度记为G、凹部的沿蜗杆轴方向的宽度记为H、贯穿孔的内径记为J。
[0067]表I表示了实施例1?3及比较例1、2的蜗杆的诸要素。
[0068]〔表I〕
【权利要求】
1.一种蜗轮蜗杆，其特征在于，包括: 蜗杆，形成有贯穿孔，该贯穿孔被内插传动电机的旋转的轴，以及 蜗轮，与上述蜗杆啮合、将旋转传动到输出轴； 在将法向齿距记为E、上述凹部的沿蜗杆轴方向的宽度记为H时，上述蜗杆被构成使得满足式(I) H / E≥0.6。
2.一种蜗轮蜗杆，其特征在于，包括: 蜗杆，形成有贯穿孔，该贯穿孔被内插传动电机的旋转的轴，以及 蜗轮，与上述蜗杆啮合、将旋转传动到输出轴； 将法向齿距记为E、齿根圆的半径记为F、从齿根圆朝蜗杆轴中心形成的凹部距齿根圆的深度记为G、上述凹部的沿蜗杆轴方向的宽度记为H、上述贯穿孔的内径记为J时，上述蜗杆被构成使得满足 式(I) H / E ≥ 0.6
式(2) (F — J / 2) X0.25 ≥ G ≥ ΕΧ0.1。
3.一种蜗轮蜗杆，其特征在于，包括: 蜗杆，形成有贯穿孔，该贯穿孔被内插传动电机的旋转的轴， 蜗轮，与上述蜗杆啮合、将旋转传动到输出轴； 将法向齿距记为E、齿根圆的半径记为F、从齿根圆朝蜗杆轴中心形成的凹部距齿根圆的深度记为G、上述凹部的沿蜗杆轴方向的宽度记为H、上述贯穿孔的内径记为J时，上述蜗杆被构成使得满足 式(3) H / E ≥ 0.6 式(4) F — G — J / 2 ≥ J / 3。
4.如权利要求1至3的任意一项所述的蜗轮蜗杆，其特征在于， 上述蜗轮由树脂材料构成； 上述蜗杆由金属材料构成。
5.如权利要求1至4的任意一项所述的蜗轮蜗杆，其特征在于， 上述蜗轮被与输出轴一体地构成。
6.如权利要求1至5的任意一项所述的蜗轮蜗杆，其特征在于， 上述蜗杆的齿顶R不足0.2mm。
【文档编号】F16H55/22GK103732952SQ201280039652
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2012年10月29日 优先权日:2011年11月4日
【发明者】伊藤清人, 山本和幸 申请人:马渊马达株式会社
【专利摘要】蜗轮蜗杆包括：蜗杆，形成有贯穿孔，该贯穿孔被内插传动电机的旋转的轴；蜗轮，与蜗杆啮合、将旋转传动到输出轴。在将法向齿距记为E、凹部的沿蜗杆轴方向的宽度记为H时，蜗杆被构成使得满足式（1）H／E≥0.6。
【专利说明】蜗轮蜗杆
【技术领域】
[0001]本发明涉及可适用于通过动力来进行开闭的部件的减速器的蜗轮蜗杆(wormgear)，例如涉及用于开闭车辆的自动窗、活动车顶的减速器的蜗轮蜗杆。
【背景技术】
[0002]以往，作为驱动汽车的自动窗的机构，已知有具备由蜗杆(worm)和蜗轮(wormwheel)构成的减速器的电机。通常，为抑制齿部的磨损，在蜗杆与蜗轮的啮合部填充有润滑油等润滑剂。
[0003]希望这样的润滑剂即使在经过很长的期间和使用环境产生变化的情况下，也能持续存在于啮合部。例如，已设计出在齿面上具有保持润滑剂的凹部的蜗杆(参照专利文献I)。采用了这样的结构的蜗杆，在与蜗轮的啮合而齿面彼此压接时，能使齿面间的润滑性良好，能减小齿面的磨损。
[0004]〔在先技术文献〕
[0005]〔专利文献〕
[0006]〔专利文献I〕日本特开2003- 65422号公报
【发明内容】
[0007]〔发明所要解决的课题〕
[0008]但是，当电机未被驱动时，润滑油均匀地存在于蜗轮齿的左右。此外，电机根据用途而反复进行正转(CW)和逆转(CCW)。因此，例如电机在被逆转地驱动的情况下，“蜗杆的齿的右侧”与“蜗轮的齿的左侧”相接触。因此，该部分的润滑油会变薄。变薄的量的润滑油介由蜗轮蜗杆的润滑油储留部而流向“蜗轮的齿的右侧”。而当电机被正转地驱动时，“蜗杆的齿的左侧”与“蜗轮的齿的右侧”相接触。因此，该部分的润滑油变薄。变薄的量的润滑油介由蜗轮蜗杆的润滑油储留部流向“蜗轮的齿的左侧”。
[0009]通常，在“蜗杆的齿”与“蜗轮的齿”之间存在适当的齿隙(backlash)，故能保持如上述那样的润滑油的流动。但是，根据使用条件和使用环境的不同，齿隙会减小、或润滑油会减少或劣化，故可能无法保持润滑油的适当的流动。
[0010]本发明是鉴于这样的状况而研发的，其目的在于提供一种用于恰当地保持存在于减速器中的蜗杆与蜗轮之间的润滑剂的技术。
[0011]〔用于解决课题的手段〕
[0012]为解决上述课题，本发明一个方案的蜗轮蜗杆包括:蜗杆，形成有贯穿孔，该贯穿孔被内插被传动电机旋转的轴；蜗轮，与蜗杆啮合、将旋转传动给输出轴。在将法向齿距记为E、凹部的沿蜗杆轴方向的宽度记为H时,蜗杆被构成为满足式(I) H / E >0.6。
[0013]根据该方案，存在于蜗杆与蜗轮之间的润滑剂会被恰当地保持。
[0014]本发明的另一方案也是蜗轮蜗杆。该蜗轮蜗杆包括蜗杆，形成有贯穿孔，该贯穿孔被内插被传动电机旋转的轴和蜗轮，与蜗杆啮合、将旋转传动给输出轴。在将法向齿距记为E、齿根圆的半径记为F、从齿根圆向蜗杆轴中心延伸而形成的凹部的从齿根圆起的深度记为G、凹部的沿蜗杆轴方向的宽度记为H时,蜗杆被构成为满足式(I)H / E >0.6式(2)(F — J / 2) X0.25 ≥ G ≥ ΕΧ0.1。
[0015]根据该方案，能增大从蜗杆的齿根圆向蜗杆轴中心延伸而形成的凹部的容积，故能将较多的润滑剂保留在蜗杆与蜗轮之间。因此，即使因使用环境的变化和零件的磨损等而动作状况变化了，润滑剂也会稳定地发挥作用。
[0016]本发 明的另一方案也是蜗轮蜗杆。该蜗轮蜗杆包括:蜗杆，形成有贯穿孔，该贯穿孔被内插被传动电机旋转的轴；以及蜗轮，与蜗杆啮合、将旋转传动给输出轴。在将法向齿距记为E、齿根圆的半径记为F、从齿根圆向蜗杆轴中心延伸而形成的凹部的从齿根圆起的深度记为G、凹部的沿蜗杆轴方向的宽度记为H、贯穿孔的内径记为J时,蜗杆被构成为满足式(3) H / E ≥ 0.6 式(4) F —G —J / 2 ≥ J / 3。
[0017]根据该方案，能加厚从蜗杆的齿根圆向蜗杆轴中心延伸而形成的凹部与贯穿孔之间的厚度，故能加强蜗轮蜗杆与轴的压入力。
[0018]蜗轮可以由树脂材料构成，蜗杆可以由金属材料构成。树脂材料容易成形而在材料强度上有改善的余地。但是，用金属材料构成蜗杆，通过将蜗杆的法向齿距加大，能加厚蜗轮的齿厚，故能采用树脂材料作为蜗轮的材料。
[0019]蜗轮可以被与输出轴一体地构成。由此，能省略有时在使蜗轮与输出轴成为相独立的个体时会需要的、在蜗轮与输出轴之间插入的缓冲部件，能减少零件个数。
[0020]此外，将以上构成要素的任意组合、本发明的表现形式在方法、装置、系统等间变换后的实施方式，作为本发明的方案也是有效的。
[0021]〔发明效果〕
[0022]通过本发明，能恰当地保持存在于蜗杆与蜗轮之间的润滑剂。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1是从输出轴侧观看本实施方式的带减速器的DC电机的主视图。
[0024]图2是从A方向观看图1所示的带减速器的DC电机时的侧视图。
[0025]图3是图1所示的带减速器的DC电机的B — B剖面图。
[0026]图4是从C方向观看图3所示的减速器时的齿轮箱主体的仰视图。
[0027]图5是从D方向观看图4所示的齿轮箱主体时的剖面图。
[0028]图6是第I实施方式的蜗轮的剖面图。
[0029]图7的(a)是第I实施方式的蜗轮的仰视图，图7的(b)是第I实施方式的蜗轮的俯视图。
[0030]图8是蜗轮蜗杆的啮合部的主要部分放大图。
[0031]图9表示了在电机被逆转驱动的状态下的蜗轮蜗杆的啮合部处的润滑油的存在区域。
[0032]图10表示了在电机被逆转驱动的状态下的蜗轮蜗杆的啮合部处的润滑油的存在区域。
[0033]图11是本实施方式的蜗杆的润滑油储留部附近的放大图。
[0034]图12的(a)~图12的(C)是用于说明算出润滑油储留部的面积S的计算式的示意图。
[0035]图13是用于说明润滑油储留部的另一实施例的图。
[0036]图14是用于说明润滑油储留部的再一实施例的图。
[0037]图15是用于说明啮合有效齿面范围的示意图。
【具体实施方式】
[0038]本发明的减速器可适用于使电机的运转减速来使得对象物移动的装置，例如适合车辆的自动窗系统、活动车顶、自动调节式座位、闭门器等装置。此外，本发明的减速器被构成使得所内置的蜗轮蜗杆可正转及逆转。
[0039]以下参照【专利附图】
【附图说明】本发明的实施方式。此外，在附图的说明中，对相同要素标注相同的标号，并适当省略重复的说明。此外，以下所述的结构是例示，并不限定本发明的范围。
[0040](第I实施方式)
[0041]图1是从输出轴侧观看本实施方式的带减速器的DC电机100的主视图。图1中为使得能观看到后述的蜗杆与蜗轮的啮合部，表示了将壳体的一部分切开后的状态。
[0042]带减速器的DC电机100具备电机部10和与电机部10的轴(shaft)连结的减速器12。电机部10具备筒状的外壳14和用于从外部供电的连接器15。外壳14在其侧面具有2对相对的平坦面14a和分别连结平坦面14a彼此的多个连结面14b。外壳14也可以是不具有连结面、由2对平坦面构成的方形的外壳。减速器12具备收容后述蜗轮的圆筒状的壳体16。
[0043]图2是从A方向观看图1所示的带减速器的DC电机100时的侧视图。图3是图1所示的带减速器的DC电机100的B — B剖面图。
[0044]如图2所示的那样，壳体16具有齿轮箱主体18和罩20。罩20在其中央形成有圆形的开口部，输出轴22及可旋转地轴承输出轴22的固定轴24从该开口部向壳体16的外侧突出。固定轴24如图3所示的那样被固定于齿轮箱主体18。
[0045]齿轮箱主体18收容有被固定于电机部10的轴26的蜗杆28及蜗轮30。蜗杆28形成有用于内插轴26的贯穿孔。电机部10的旋转介由轴26被传动给蜗杆28。蜗轮30被构成为与蜗杆28啮合，将旋转传动给输出轴22。固定于齿轮箱主体18的固定轴24可旋转地支承蜗轮30。
[0046]在固定轴24与蜗轮30之间夹持有O环32，以防止杂质和水分从外部侵入齿轮部。此外，罩20以在与齿轮箱主体18之间夹着O环34及O环36的状态而被嵌入齿轮箱主体
18。齿轮箱主体18具有与蜗轮30的圆形的法兰盘部30a对置的对置部18a。
[0047]像这样，本实施方式的蜗轮蜗杆具备形成有贯穿孔的蜗杆，该贯穿孔被内插传动电机的旋转的轴26。
[0048]图4是从C方向观看图3所示的减速器时的齿轮箱主体的仰视图。图5是从D方向观看图4所示的齿轮箱主体时的剖面图。如图4和图5所示的那样，齿轮箱主体18在其圆形的对置部18a的中央部分形成有向壳体的内侧凹陷的壳体凹部38。在壳体凹部38，设有被放射状地排列的多个肋骨40a和环状的肋骨40b。通过这些肋骨(rib) 40a、40b，壳体16的强度提高。像这样，通过在相当于齿轮箱主体18的底面的对置部18a形成向壳体的内侧凹陷的壳体凹部38，并在壳体凹部38设置肋骨，与朝向壳体的外侧设置肋骨的情况相比能提高减速器12的壳体16的强度，同时实现壳体16的薄型化，进而实现减速器12的薄型化。
[0049]接下来，详细叙述蜗轮30。图6是第I实施方式的蜗轮30的剖面图。图7的(a)是第I实施方式的蜗轮30的仰视图、图7的(b)是第I实施方式的蜗轮30的俯视图。
[0050]如各图所示的那样，蜗轮30具有圆筒形状，在其前端设有作为小直径部的输出轴
22。在输出轴22的外周，形成有与旋转部件(例如缆索卷筒(CableDrum))啮合的齿部22a，该旋转部件与作为驱动对象的装置连结。此外，在蜗轮30的大直径部的外周，形成有与蜗杆28啮合的齿部30b。在各图中，省略了齿部30b的形状，但该形状只要被构成为蜗轮30能一边与蜗杆28啮合一边旋转，就不被特别限定。例如也可以是斜齿轮(helical gear)。此外，蜗杆28的齿面也可以是平坦的。同样地，蜗轮30的齿面也可以是平坦的。
[0051]在法兰盘部30a的中央部，设有法兰盘凹部30c。法兰盘凹部30c如图3所示的那样比齿部30b的端面30d更向输出轴侧凹陷。在此，端面30d是与齿轮箱主体18的对置部18a相对的环状的部分。此外，如图3所示的那样，肋骨40a的一部分位于法兰盘凹部30c。由此，肋骨40a不与法兰盘部30a干扰地进入法兰盘凹部30c，故能使得齿轮箱主体18的对置部18a与蜗轮30靠近，能使得壳体16整体薄型化。
[0052]此外，本实施方式的壳体凹部38的底部18b构成有第I滑动面18c，该第I滑动面18c是底部18b的输出轴侧的面与法兰盘部30a的第I滑动部30al滑动的面。第I滑动部30al被形成于法兰盘凹部30c的底部。
[0053]此外，蜗轮30相对于齿轮箱主体18滑动的滑动部不限定于此，可以考虑各种滑动部。例如，蜗轮30可以具有相对于图5所示的壳体凹部38的第2滑动面18d滑动的第2滑动部30a2 (参照图6)。壳体凹部38的第2滑动面18d形成于第I滑动面18c的径向外侦U。并且蜗轮30的第2滑动部30a2形成于作为法兰盘凹部30c底部的第I滑动部30al的径向外侧。蜗轮30还可以具有相对于图5所示的对置部18a的蜗轮侧的第3滑动面18e滑动的第3滑动部30a3 (参照图6)。在本实施方式中，第3滑动部30a3相当于端面30d。
[0054]蜗轮30与齿轮箱主体18滑动的滑动部不限定于一个，可以是多个，只要考虑振动和噪音、耐久性等而适当选择即可。例如，蜗轮30可以在第I滑动部30al和2滑动部30a2相对于齿轮箱主体18滑动。或者，蜗轮30可以在第I滑动部30al或第2滑动部30a2、和第3滑动部30a3相对于齿轮箱主体18滑动。
[0055]此外，本实施方式的蜗轮30与输出轴22被一体地构成。由此，能省略有时在使蜗轮与输出轴成为相独立的个体时会需要的、在蜗轮与输出轴之间插入的缓冲部件，能减少零件个数。
[0056]优选蜗轮蜗杆的模数(module)是0.5?0.8。优选轴的直径是Φ 3.0?5.0mm。这是因为若轴过细，则会在电机驱动的过程中弯曲，若过粗，则不利于电机的轻量化。
[0057]此外，本实施方式的带减速器的DC电机100中，电机部10具备外壳14，该外壳14具有2对相对的平坦面，故与具备圆筒外壳的电机的情况相比，能实现薄型化。此外，2对相对的平坦面中的至少一个平坦面14a与齿轮箱主体18的对置部18a是平行的。由此，能实现带减速器的DC电机100的进一步的薄型化。此外，电机部10的外壳14具有4个平坦面14a,故将其它零件(例如电子控制单元(EQJ Electronic Control Unit)、应对电噪声用的铁氧体磁心)固定于平坦面、或使之靠近时的布局的选择增多，能谋求空间的有效利用。[0058]但是，在构成蜗轮蜗杆的蜗杆和蜗轮之间，为抑制各自的齿面的磨损，存在润滑油等润滑剂。图8是蜗轮蜗杆110的啮合部的主要部分放大图。在图8中，表示了蜗杆112的齿面与蜗轮114的齿面未接触的中立状态下的润滑油116的存在区域。如图8所示的那样，在蜗轮蜗杆110未被驱动时，在蜗轮114的齿部114a的左侧114b和右侧114c，均匀地存在润滑油116。
[0059]图9表示了在电机被逆转驱动状态下的蜗轮蜗杆110的啮合部处的润滑油的存在区域。如图9所示的那样，当电机被逆转地驱动时，蜗杆112的齿部112a的右侧与蜗轮114的齿部114a的左侧相接触。因此，该部分的润滑油116会变薄。变薄的量的润滑油116介由蜗杆112的润滑油储留部118向蜗轮114的齿部114a的右侧114c流动。
[0060]图10表示了电机正转驱动状态下的蜗轮蜗杆110的啮合部处的润滑油的存在区域。如图10所示的那样，当电机正转驱动时，蜗杆112的齿部112a的左侧与蜗轮114的齿部114a的右侧相接触。因此，该部分的润滑油116会变薄。变薄的量的润滑油116介由蜗杆112的润滑油储留部118向蜗轮114的齿部114a的左侧114b流动。
[0061]若是在通常温度下使用，则在蜗杆112的齿部112a与蜗轮114的齿部114a之间会存在适当的齿隙，故能保持上述的润滑油流动。但是，例如在蜗轮114由树脂材料构成，并且蜗杆112由金属材料构成的情况下，树脂比金属热膨胀率高，故若在高温环境中使用蜗轮蜗杆110，则蜗轮114会比蜗杆112膨胀量大、齿隙减薄。
[0062]由此，存在于啮合部的润滑油116会溢出到其它部分。所谓其它部分，例如是蜗杆112的长度方向的两端部分、蜗杆112与蜗轮114的啮合部以外的部分。溢出到这样的部分的润滑油会继续停留在该处，不会再次返回啮合部，故不再作为润滑剂发挥作用，会被浪费掉。此外，润滑油还会随着时间的经过而劣化。因此，润滑油中的作为润滑剂而有效地发挥作用的比例会减小。
[0063]因此，在本实施方式的蜗轮蜗杆中，通过改良蜗杆的形状而增加润滑油储留部118的容积，以使得能更多地储留润滑油。此外，为增加润滑油储留部118的容积，还可以考虑加深蜗杆112的齿根的润滑油储留部的深度，但若考虑蜗杆的强度，则无法简单地加深它。特别地，当蜗杆与轴是相独立的个体时，若蜗杆轴部壁厚变薄，则蜗杆会变得容易变形，故加深润滑油储留部的深度是有限的。
[0064]因此，在本实施方式的蜗杆112中，减薄齿部112a的齿厚而扩展齿部112a与相邻的齿部112a之间的区域，并形成从蜗杆112的齿根圆向蜗杆轴中心延伸得不太深的程度的凹部。
[0065]图11是本实施方式的蜗杆的润滑油储留部附近的放大图。此外，图11是从轴交角方向观看的图。以下，说明润滑油储留部的最合适的大小和伴随于它的蜗杆的诸要素。
[0066]作为蜗杆112的诸要素，如图11所示的那样，将法向齿距记为E、齿根圆Rl的半径记为F、从齿根圆Rl朝向蜗杆轴中心而形成的凹部112b距齿根圆Rl的深度记为G、凹部的沿蜗杆轴方向的宽度记为H、贯穿孔的内径记为J。
[0067]表I表示了实施例1?3及比较例1、2的蜗杆的诸要素。
[0068]〔表I〕
【权利要求】
1.一种蜗轮蜗杆，其特征在于，包括: 蜗杆，形成有贯穿孔，该贯穿孔被内插传动电机的旋转的轴，以及 蜗轮，与上述蜗杆啮合、将旋转传动到输出轴； 在将法向齿距记为E、上述凹部的沿蜗杆轴方向的宽度记为H时，上述蜗杆被构成使得满足式(I) H / E≥0.6。
2.一种蜗轮蜗杆，其特征在于，包括: 蜗杆，形成有贯穿孔，该贯穿孔被内插传动电机的旋转的轴，以及 蜗轮，与上述蜗杆啮合、将旋转传动到输出轴； 将法向齿距记为E、齿根圆的半径记为F、从齿根圆朝蜗杆轴中心形成的凹部距齿根圆的深度记为G、上述凹部的沿蜗杆轴方向的宽度记为H、上述贯穿孔的内径记为J时，上述蜗杆被构成使得满足 式(I) H / E ≥ 0.6
式(2) (F — J / 2) X0.25 ≥ G ≥ ΕΧ0.1。
3.一种蜗轮蜗杆，其特征在于，包括: 蜗杆，形成有贯穿孔，该贯穿孔被内插传动电机的旋转的轴， 蜗轮，与上述蜗杆啮合、将旋转传动到输出轴； 将法向齿距记为E、齿根圆的半径记为F、从齿根圆朝蜗杆轴中心形成的凹部距齿根圆的深度记为G、上述凹部的沿蜗杆轴方向的宽度记为H、上述贯穿孔的内径记为J时，上述蜗杆被构成使得满足 式(3) H / E ≥ 0.6 式(4) F — G — J / 2 ≥ J / 3。
4.如权利要求1至3的任意一项所述的蜗轮蜗杆，其特征在于， 上述蜗轮由树脂材料构成； 上述蜗杆由金属材料构成。
5.如权利要求1至4的任意一项所述的蜗轮蜗杆，其特征在于， 上述蜗轮被与输出轴一体地构成。
6.如权利要求1至5的任意一项所述的蜗轮蜗杆，其特征在于， 上述蜗杆的齿顶R不足0.2mm。
【文档编号】F16H55/22GK103732952SQ201280039652
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2012年10月29日 优先权日:2011年11月4日
【发明者】伊藤清人, 山本和幸 申请人:马渊马达株式会社
相关技术
网友询问留言
已有0条留言
- 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞！
1