齿轮箱的防水结构及带减速器的电机的制作方法

本发明涉及供连接器嵌合的齿轮箱的防水结构、及该防水结构所适用的带减速器的电机。

背景技术：

以往，对于要求气密性、防水性的产品，通过在部件彼此的连接部位夹持密封垫、o形环之类的密封构件，从而防止来自外部的异物的混入、水分的浸入等。这在带减速器的电机中也是同样的，例如在专利文献1中，在连接器部装配环状的防水橡胶，将该连接器部插设于内置有减速机构的减速壳体的延伸部，从而防止浸水。

【在先技术文献】

专利文献1：日本特开2001-268841号公报

发明要解决的课题

在对内置有减速机构的齿轮箱(外壳、壳体)与连接器之间的连接部位进行密封的情况，如上述的专利文献1那样，考虑在连接器的凸部的周围装配密封垫并将该凸部嵌合于齿轮箱的凹部的组装方法。然而，根据该组装时的密封垫的姿态，密封垫有时会发生扭曲。

在该组装工序是手动地进行的情况下，需要修正密封垫的扭曲的作业，会导致作业性的恶化、繁杂化。另外，在该组装工序是利用自动机自动地进行的情况下，需要检查获知密封垫有无扭曲的传感器、用于消除密封垫的扭曲状态的装置等，会导致装置结构的复杂化。需要说明的是，若密封垫保持扭曲状态地被夹持，则密封垫没有以期望的压缩率被夹持，防水性能有可能变得不充分。

技术实现要素：

本发明是鉴于这样的课题而完成的，其目的之一是防止组装时的密封垫的扭曲，确保防水性能。需要说明的是，不限于该目的，本发明的其他目的还在于，实现由后述的具体实施方式所示的各结构带来的作用效果且是利用以往的技术得不到的作用效果。

用于解决课题的方案

(1)在此，本发明的齿轮箱的防水结构是供连接器嵌合的齿轮箱的防水结构，其中，该齿轮箱的防水结构具备：凹部，其设于所述连接器与所述齿轮箱中的一方；凸部，其设于所述连接器与所述齿轮箱中的另一方，且内嵌于所述凹部；载置面，其包围所述凸部设置，并沿与所述凸部的突出方向交叉的方向延伸；密封垫，其呈包围所述凸部的环状，且在所述凹部与所述凸部的嵌合前的状态下与所述凸部的侧面及所述载置面这双方接触而装配；以及肋，其在所述载置面的外周端部向与所述突出方向相同的方向突出设置，且具有与所述密封垫接触的角部。所述肋的突出高度设定为所述密封垫的高度尺寸的1/4以下。

(2)优选的是，所述肋的突出高度设定为所述密封垫的高度尺寸的1/6以上。

(3)优选的是，所述肋的宽度设定为所述密封垫的宽度的2/5以下。

(4)优选的是，所述肋的宽度设定为所述密封垫的宽度的1/4以上。

(5)优选的是，在所述肋的所述角部设置有圆角。

(6)优选的是，所述肋沿着所述载置面的所述外周端部空开间隔而配置有多个。

(7)在此，本发明的带减速器的电机具备：电机部，其具备转子及定子；以及减速机构，其具备传递所述电机部的旋转的蜗杆、以及与所述蜗杆啮合的蜗轮，上述(1)～(6)中任一项所述的齿轮箱的防水结构适用于收容减速机构的齿轮箱与嵌合于该齿轮箱的连接器之间的嵌合部分。

发明效果

根据本发明的内容，由于还能够防止齿轮箱与连接器组装时的密封垫的扭曲，因此能够确保防水性能。

附图说明

图1是实施方式的带减速器的电机的俯视图，表示连接器嵌合于齿轮箱之前的状态。

图2是用于说明实施方式的防水结构的连接器的立体图。

图3是表示在图2的连接器装配有密封垫的状态的立体图。

图4是沿着插入方向切断在齿轮箱的嵌合孔部内将连接器的嵌合部插入到中途的状态下的结构所得到的剖视图。

图5是表示在凸部装配有密封垫的状态的剖视图(相对于图4而言是上下颠倒后的剖视图)，表示肋的形状与密封垫的形状之间的关系。

图6是用于说明在凸部装配密封垫的过程的侧视图。

图7是示意性地表示对在凸部及凹部的嵌合状态下作用于图3的密封垫的压力进行解析所得到的结果的图。

附图标记说明：

1电机(带减速器的电机)；

2电机部；

2b转子；

2c定子；

3减速机构；

3a蜗杆；

3b蜗轮；

4齿轮箱；

5连接器；

10凸部；

11侧面；

12顶面；

13台阶面(载置面)；

13a外周端部；

13b防水面；

14肋；

14a角部；

20凹部；

30密封垫；

hp密封垫的高度；

hr肋的高度(肋的突出高度)。

具体实施方式

参照附图，对于作为实施方式的齿轮箱的防水结构，举出将其适用于带减速器的电机的例子进行说明。以下所示的实施方式只不过是例示，并非意图排除以下的实施方式中没有明示的各种变形、技术的适用。本实施方式的各结构能够在不脱离上述的主旨的范围内进行各种变形并实施。另外，能够根据需要进行取舍选择，或者进行适当组合。

[1.结构]

[1-1.带减速器的电机]

如图1所示，本实施方式的带减速器的电机1(以下称为“电机1”)适用于例如车辆的电动车窗系统。电机1具备产生输出的电机部2和使电机部2的旋转减速的减速机构3。本实施方式的防水结构适用于收容减速机构3的齿轮箱4与嵌合于该齿轮箱4的连接器5之间的嵌合部分。需要说明的是，图1表示连接器5嵌合(组装)于齿轮箱4之前的状态。

电机部2例如是有刷dc电机，具有内置于壳体2d的转子2b及定子2c。电机部2的旋转轴2a的一端轴支承于壳体2d，另一端在与壳体2d结合的齿轮箱4内延伸设置。需要说明的是，壳体2d呈有底筒状，通过在开口部(省略图示)的周围设置的凸缘部2f紧固连结于齿轮箱4的紧固连结部4a，从而与齿轮箱4结合。

减速机构3具有传递电机部2的旋转的蜗杆3a和具有与蜗杆3a啮合的齿部的蜗轮3b。蜗杆3a是固定于旋转轴2a的另一端并与旋转轴2a一体旋转的螺旋齿轮。蜗轮3b是与蜗杆3a啮合的斜齿轮。在蜗轮3b连结有通过与设于被驱动构件的齿轮啮合而驱动被驱动构件的输出齿轮(均省略图示)。作为被驱动构件，能够举出例如车窗升降机。电机1通过利用减速机构3使旋转轴2a的旋转减速，从而放大电机部2的输出，从输出齿轮输出高输出化的旋转驱动力。

齿轮箱4是收容减速机构3的外壳，具有收容蜗杆3a的部分、收容蜗轮3b的部分、供电机部2结合的部分、以及供连接器5嵌合的部分。连接器5具有从外部向电机部2供电的功能及输出电机部2的检测信号的功能。本实施方式的连接器5具有在与齿轮箱4的嵌合孔部4b嵌合的嵌合部5a突出设置的一对端子5b。需要说明的是，如图1中由空心箭头所示那样，当在嵌合部5a的基端部设置的凸缘部5c插入到与嵌合孔部4b的周围的端面相接的位置时，连接器5嵌合于齿轮箱4。

[1-2.防水结构]

图2及图3是将连接器5的嵌合部5a周边放大表示的立体图，图2表示装配密封垫30之前的连接器5，图3表示装配有密封垫30的状态的连接器5。密封垫30是将齿轮箱4与连接器5之间的嵌合部分密封的构件，具有环状的外部形状。如图5所示，本实施方式的密封垫30的在与周向正交的方向上切断后的纵截面形状为圆角六边形形状。需要说明的是，图5是表示在凸部10装配有密封垫30的状态的剖视图。

如图2所示，连接器5的嵌合部5a具有在向嵌合孔部4b插入的方向(以下称为“插入方向”)的中途形成的台阶面13(载置面)，以该台阶面13为分界，连接器5的嵌合部5a的顶端侧的外部形状小一圈。以下，将嵌合部5a的比台阶面13靠顶端侧的部分称为凸部10，将朝向凸部10的顶端侧的方向称为“突出方向”。突出方向是与上述的插入方向相同的同一方向。图4是沿插入方向切断在嵌合孔部4b内将嵌合部5a插入到中途的状态下的结构所得到的剖视图。如图4所示，凸部10内嵌于在齿轮箱4设置的凹部20。

如图2所示，本实施方式的凸部10呈块形状，具有沿突出方向延伸的侧面11和沿与突出方向正交的方向延伸的顶面12。凸部10在从突出方向观察时呈大致矩形形状。上述的端子5b从该顶面12突出设置。台阶面13包围凸部10地设置，沿与突出方向交叉的方向延伸。在本实施方式的连接器5中，顶面12和台阶面13被设置为平行的面。如图3所示，台阶面13作为载置密封垫30的面发挥功能。即，密封垫30以包围凸部10的方式进行装配，与凸部10的侧面11及台阶面13这双方接触配置。

如图4所示，凹部20被设置为齿轮箱4的嵌合孔部4b的一部分。在凹部20设置有在嵌合有凸部10时接受顶面12的第一接受面22和与台阶面13对置的第二接受面23。第一接受面22及第二接受面23相互平行，沿与插入方向正交的方向延伸。即，在凹部20的内侧面21形成有台阶。第二接受面23是与台阶面13一起夹持并压缩密封垫30的面。

另外，在将装配有密封垫30的凸部10内嵌并组装于齿轮箱4的凹部20的情况下，有时密封垫30会发生扭曲。这是因为，从密封垫30的与台阶面13侧相反的一侧的顶上部分(在本实施方式中，是图5中所示的圆角六边形形状的角部k)向侧面11引出的假想垂线相对于凸部10的顶面12不完全平行。即，从角部k偏移的部位被台阶面13和第二接受面23向凸部10的突出方向按压，相对于密封垫30在周向上产生旋转力，从而可能在密封垫30产生扭曲。密封垫30越是从凸部10的侧面11分隔开的状态，则该扭曲越容易产生。

与此相对，在本实施方式的防水结构中，设置有用于防止组装时的密封垫30的扭曲的肋14。如图2及图3所示，肋14是在台阶面13的外周端部13a向与突出方向相同的方向突出设置的突起。在本实施方式的连接器5，沿着外周端部13a空开间隔地突出设置多个肋14。本实施方式的凸部10的外周端部13a由长短各两条边构成，在短边彼此空开间隔地设置两个肋14，在长边彼此空开间隔地设置三个肋14。

如图2及图5所示，各肋14呈在凸部10的周向上长的大致长方体形状，具有与密封垫30接触的角部14a。角部14a由朝向侧面11侧且与侧面11平行的平面和与顶面12平行的面形成。在本实施方式的肋14的角部14a设置圆角。需要说明的是，肋14的、与同侧面11平行的平面且是朝向侧面11侧的平面相反侧的平面设为与嵌合部5a的侧面共面。

在此，使用图6说明将密封垫30装配于凸部10的过程。图6中的左侧的侧视图表示密封垫30与台阶面13接触之前的状态，图6中的右侧的侧视图表示密封垫30装配于凸部10之后的状态(密封垫30的装配完成状态)。如图中左侧所示，环状的密封垫30从顶面12侧嵌于凸部10，设为在凸部10的四个角处呈大致90度弯折的状态，但在台阶面13的附近碰到肋14，防止密封垫30向外侧的膨胀。并且，如图中右侧所示，在装配完成状态下，密封垫30的外侧的端部的位置被肋14限定，密封垫30成为载置在台阶面13上的状态。需要说明的是，将台阶面13中的与密封垫30面接触且发挥防水功能的面称为防水面13b。防水面13b是台阶面13中的除了外周端部13a以外的面。

以下，如图5所示，关于肋14，将突出方向的尺寸称为“肋高度hr”，将与突出方向正交的方向且是横切台阶面13的方向(宽度方向)的尺寸称为“肋宽度wr”。同样，关于密封垫30，将突出方向的尺寸(高度尺寸)称为“密封垫高度hp”，将与肋14的宽度wr的方向相同的方向(宽度方向)的尺寸称为“密封垫宽度wp”。另外，如图2所示，将肋14的、沿着外周端部13a的周向的方向(与突出方向及宽度方向这两个方向正交的方向)的尺寸称为“肋长度lr”。

在凸部10及凹部20的嵌合状态下，形成由凸部10的侧面11、台阶面13和凹部20的内侧面21及第二接受面23围成的空间(以下称为“压缩空间”)，该压缩空间的容积va是由凸部10及凹部20的形状决定的一定值。另外，密封垫30的体积vp也由其形状决定，因此也是一定值。因此，若密封垫30的体积vp与全部的肋14的体积vr之和不为压缩空间的容积va以下，则密封垫30无法收纳在压缩空间内。因此，肋14的大小、形状、个数被设定为使得全部的肋14的体积vr为从压缩空间的容积va减去密封垫30的体积vp所得到的值以下(vr≤va-vp)。

从这样的观点出发，在本实施方式中，如图5所示，肋高度hr(突出高度)被设定为密封垫高度hp的1/4以下。换言之，肋高度hr的上限值是密封垫高度hp的一半(hp/2)的一半。由此，容易将密封垫30的体积vp及肋14的体积vr之和相对于压缩空间的容积va的比例(以下称为“占有率”)设定为100％以下。

另外，本实施方式的肋高度hr被设定为密封垫高度hp的1/6以上。换言之，肋高度hr的下限值是密封垫高度hp的一半(hp/2)的1/3。这是因为，肋高度hr越低，则将密封垫30向侧面11侧按压的能力(按压力、卡住)越低。即，原因在于，如上所述，肋14的作用是防止装配于凸部10的密封垫30的扭曲，因此需要设定为能够发挥该作用的高度。

图7是在肋高度hr被设定为密封垫高度hp的1/6以上且1/4以下、并且凸部10及凹部20为嵌合状态时，对作用于密封垫30的压力进行解析所得到的结果。图7的解析是在肋14的公差被设定为防水性能变差的方向上的公差上限或公差下限的状态(最差状态)下实施的。具体而言，在肋高度hr被设定为公差上限、肋宽度wr被设定为公差上限、密封垫宽度wp被设定为公差下限的状态下进行解析。需要说明的是，图7中的点图案表示作用于密封垫30的压力的高低，表现为越是点图案浓的部分，压力越高。

如图7所示，密封垫30的压力在与防水面13b接触的部分及与肋14接触的部分变高，前者整体比后者高。当在密封垫30的周向(长边方向)上比较与防水面13b接触的部分的压力时，在压力最低的部位是1.54mpa，在压力最高的部位是1.71mpa。即，根据解析的结果可知，在将肋高度hr设定为密封垫高度hp的1/6以上且1/4以下的情况下，作用于密封垫30的与防水面13b接触的接触面(以下称为“防水接触面”)的压力的差(最大压力与最低压力之差)为0.2mpa以下。因此，可以明确的是，通过将肋高度hr设定在上述的范围以内，密封垫30的周向的压力差小，能够得到良好的防水结构。

如图5所示，在本实施方式的防水结构中，肋宽度wr被设定为密封垫宽度wp的2/5以下。如上所述，台阶面13由供肋14突出设置的外周端部13a和与密封垫30面接触的防水面13b构成，因此，台阶面13的宽度等于外周端部13a的宽度(即肋宽度wr)与防水面13b的宽度wf之和。因此，通过将肋宽度wr设定为密封垫宽度wp的2/5以下，防水面13b的宽度wf大于密封垫宽度wp的一半，因此能够确保防水性。

另外，本实施方式的肋宽度wr被设定为密封垫宽度wp的1/4以上。这是因为，肋宽度wr越小防水面13b的宽度wf越大，但若肋宽度wr过小，则将密封垫30向侧面11侧按压的能力(按压力、卡住)降低。即，原因在于，如上所述，由于肋14的作用是防止装配于凸部10的密封垫30的扭曲，因此需要设定为能够发挥该作用的宽度。

需要说明的是，在本实施方式中，多个肋14的肋高度hr被设定为全部相同，多个肋14的肋宽度wr也被设定为全部相同。另一方面，肋长度lr也可以并非在全部的肋14中相同。例如，如图2所示，也可以将在凸部10的短边侧配置的两个肋14设定为比在凸部10的长边侧配置的三个肋14长。肋长度lr可以根据沿着外周端部13a呈岛状配置的肋14的间隔、个数与占有率之间的关系来适当设定。

[2.效果]

(1)根据上述的防水结构，能够利用肋14适当地保持装配于凸部10的密封垫30的装配状态。即，在使凸部10和凹部20嵌合时，能够防止密封垫30的从角部k偏移的部位被台阶面13和第二接受面23压缩，能够防止密封垫30的扭曲。另外，假设即使密封垫30的外侧面(密封垫30的与侧面11接触的面相反侧的面)与凹部20的内侧面21接触而对密封垫30作用剪切方向的力，也能够利用肋14的角部14a防止密封垫30的扭曲。

另外，肋高度hr被设定为密封垫高度hp的1/4以下，因此能够将占有率抑制为100％以下。即，根据上述的防水结构，能够防止装配于凸部10的密封垫30在齿轮箱4与连接器5组装时发生扭曲，因此能够确保防水性能。需要说明的是，由于存在上述的肋14，因此，还能够防止装配于凸部10的密封垫30向外侧扩展的行为，能够以组装前的状态适当地保持密封垫30的姿态。

(2)在上述的防水结构中，肋高度hr被设定为密封垫高度hp的1/6以上，因此，参照图7，如上所述，能够将作用于密封垫30的防水接触面的压力的差(最大压力与最低压力之差)抑制为0.2mpa以下。即，根据上述的防水结构，能够在周向上减小作用于密封垫30的防水接触面的压力的差，无论是哪个位置都作用大致同等的压力，因此能够确保良好的防水性能。

(3)在上述的防水结构中，肋宽度wr被设定为密封垫宽度wp的2/5以下，因此，能够充分确保设于台阶面13的防水面13b，能够确保防水性能。

(4)在上述的防水结构中，肋宽度wr被设定为密封垫宽度wp的1/4以上，因此能够防止密封垫30的扭曲。由此还能够确保防水性能。

(5)另外，在上述的肋14的角部14a设置有圆角，因此能够以宽阔的面与密封垫30接触，能够有效防止密封垫30的扭曲。

(6)上述的肋14在台阶面13的外周端部13a呈岛状配置。这样一来，不是将肋14设置于外周端部13a的整体(整周)，而是将肋14空开间隔地配置于多个部位，由此能够减小肋14的体积vr。因此，能够抑制肋14在压缩空间内所占的比例，并且防止密封垫30向外侧的扩展、组装时的扭曲。

(7)根据上述的电机1，上述的防水结构适用于收容减速机构13的齿轮箱4与连接器5之间的嵌合部分，因此，能够防止齿轮箱4与连接器5组装时的密封垫30的扭曲，能够确保嵌合部分的防水性能。

[3.其他]

上述的防水结构是一例，并不限定于上述的结构。例如，上述的肋14在凸部10的长边侧配置有三个，在凸部10的短边侧配置有两个，但也可以在凸部10的除了四个角以外的部分各设置一个肋。在该情况下，若将肋配置于各边的中央，则能够减小肋的体积并且有效地防止密封垫30的膨胀及扭曲。

也可以不在肋14的角部14a设置圆角。在该情况下，肋14的角部容易被密封垫30咬入，因此能够容易保持密封垫30的姿态。需要说明的是，在上述的防水结构中，例示了多个肋14的肋高度hr被设定为全部相同、多个肋14的肋宽度wr也被设定为全部相同的情况，但肋高度hr、肋宽度wr也可以根据位置而设定为不同的值。

例如，也可以使在密封垫30容易膨胀的凸部10的长边侧配置的肋比在短边侧配置的肋高，为了确保防水面13b更宽阔，也可以使短边侧的肋比长边侧的肋薄。这样一来，在根据位置而改变肋的大小的情况下，例如，也可以存在肋宽度wr为密封垫宽度wp的2/5以上的肋，还可以存在肋高度不是密封垫高度hp的1/6以上且1/4以下的肋。

在上述的防水结构中，在连接器5的嵌合部5a形成有台阶面13，在顶端侧设置有凸部10，但连接器5的形状也可以不是上述的形状。例如，载置密封垫30的面也可以不形成为台阶面13。另外，凹凸也可以与上述的结构相反。即，在齿轮箱设置凸部，在连接器设置凹部，即使在该情况下，也能够适用与上述的防水结构同样的构造。

需要说明的是，上述的密封垫30的形状是一例，纵截面形状可以不是圆角六边形形状，而是例如圆形、椭圆形、多边形。另外，上述的电机1的结构是一例，电机部2及减速机构3的结构可以不是上述的结构。另外，连接器5相对于齿轮箱4的位置也不限定于图1所示的位置。