歯車減速機
【課題】歯車減速機を大型化することなく、樹脂製の歯車のクリープ変形を抑えられるようにする。
【解決手段】歯車減速機４Ｂの歯車列を構成する第１歯車４０の平歯車４２と第２歯車６０は、共に樹脂製とされ、且つ各歯４２Ａ，６４の内部にそれぞれ可撓性を有した金属板Ｋ１，Ｋ２がインサート成形されて一体的に形成されている。金属板Ｋ１，Ｋ２は、それらの板面が各歯４２Ａ，６４の歯面に向けられて配置されており、金属板Ｋ１，Ｋ２により互いに噛合する各歯４２Ａ，６４を支えてクリープ変形しにくいように支持する構成となっている。
【解決手段】歯車減速機４Ｂの歯車列を構成する第１歯車４０の平歯車４２と第２歯車６０は、共に樹脂製とされ、且つ各歯４２Ａ，６４の内部にそれぞれ可撓性を有した金属板Ｋ１，Ｋ２がインサート成形されて一体的に形成されている。金属板Ｋ１，Ｋ２は、それらの板面が各歯４２Ａ，６４の歯面に向けられて配置されており、金属板Ｋ１，Ｋ２により互いに噛合する各歯４２Ａ，６４を支えてクリープ変形しにくいように支持する構成となっている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯車減速機に関する。詳しくは、歯車列の回転動力伝達により回転動力を減速させて出力する歯車減速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、歯車列を用いた動力伝達機構において、歯車列を構成する各歯車が軽量化のために樹脂成形されて形成されたものが知られている。ここで、下記特許文献１には、互いに噛合する一方側の歯車の各歯に対し、これら各歯の間に入り込んで噛合する相手側の歯車の各歯を弾性的に挟み込んでバックラッシをなくさせる板状ばねが配設された技術が開示されている。この開示では、板状ばねの挟持力により、両歯車の噛合状態時におけるバックラッシが防止されており、この挟持力により、一方側の歯車が相手側の歯車によって押圧されてもクリープ変形しにくいようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１８９１７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記開示の従来技術のように、板状ばねが歯車に対して軸線方向に並んで配設されていることにより、構造全体が軸線方向に大型化してしまうこととなる。
【０００５】
本発明は、上記した問題を解決するものとして創案されたものであって、本発明が解決しようとする課題は、歯車減速機を大型化することなく、樹脂製の歯車のクリープ変形を抑えられるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の歯車減速機は次の手段をとる。
先ず、第１の発明は、歯車列の回転動力伝達により回転動力を減速させて出力する歯車減速機である。歯車列を構成する少なくとも一の歯車は、樹脂製とされ、且つ各歯の内部に可撓性を有した金属板がインサート成形されて一体的に形成されている。金属板は、その板面が各歯の歯面に向けられて配置されており、金属板により噛合部となる各歯を支えてクリープ変形しにくいように支持する構成となっている。
【０００７】
この第１の発明によれば、歯車列を構成する少なくとも一の樹脂製の歯車は、その各歯の内部に可撓性を有した金属板がインサート成形されることにより、この金属板により各歯が支えられてクリープ変形しにくくなる。このように、樹脂製の歯車の各歯の内部に金属板をインサート成形する構成としたことにより、歯車減速機の構成を大型化することなく、歯車のクリープ変形を抑えられるようにすることができる。
【０００８】
次に、第２の発明は、上述した第１の発明において、金属板が、各歯の内部において、各歯の歯形に沿って配置されるように曲げられた形でインサート成形されている。
【０００９】
この第２の発明によれば、金属板が各歯の内部で各歯の歯形に沿った形に配置されるように曲げられた形でインサート成形されていることにより、金属板によって各歯のクリープ変形をより効果的に抑止できるように支持させることができる。
【００１０】
次に、第３の発明は、上述した第１又は第２の発明において、金属板が、各歯の内部と各歯の間の歯底部の内部とを通って歯車の全周に亘ってひと繋ぎ状に配される一枚の金属板として形成されている。
【００１１】
この第３の発明によれば、金属板が各歯の内部と各歯の間の歯底部の内部とを通って歯車の全周に亘ってひと繋ぎ状に配される一枚の金属板として形成されていることにより、各歯のクリープ変形を、各歯の内部とその近辺とに跨って連続的に配設されている金属板によってより効果的に抑止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１の歯車減速機を備えた車両用シートの概略図である。
【図２】歯車減速機の分解斜視図である。
【図３】歯車減速機の組み図である。
【図４】図３のIV-IV線断面図である。
【図５】歯車減速機の内部構造図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１４】
始めに、実施例１の歯車減速機４Ｂの構成について、図１〜図５を用いて説明する。この歯車減速機４Ｂは、図１に示されるように、車両用シートに設けられており、シートバックをシートクッションに対して背凭れ角度調整可能に連結する各側のリクライニング装置３，３に電気モータ４Ａからの回転出力を減速させて出力するための機構装置となっている。ここで、上記した各リクライニング装置３，３は、シートバックの骨格を成すバックフレーム１の両サイド部と、シートクッションの骨格を成すクッションフレーム２の両サイド部とをそれぞれ連結して設けられている。
【００１５】
これらリクライニング装置３，３は、常時は回転止めされた状態としてシートバックの背凭れ角度を固定した状態に保持されている。そして、各リクライニング装置３，３は、それらの中心部に挿通されたロッド３Ａが、上述した電気モータ４Ａと歯車減速機４Ｂとからなる駆動装置４によって軸回動操作されることにより、シートバックの背凭れ角度を変動させるように回転駆動するようになっている。
【００１６】
ここで、上記した駆動装置４は、バックフレーム１の枠内部に設けられており、支持ブラケット１Ａによってバックフレーム１の図示左方側のサイドフレームに結合固定されている。この支持ブラケット１Ａは、補強パイプ１Ｂによって図示右方側のサイドフレームとも一体的に結合されており、両サイドフレームに対して強固に一体的に結合された状態となっている。そして、上記したリクライニング装置３，３同士を連結するロッド３Ａは、上記した補強パイプ１Ｂの管内部に挿通されて設けられており、補強パイプ１Ｂによって外周部が覆われて保護されている。
【００１７】
上記したシートバックは、電気モータ４Ａの駆動回転に伴って、その背凭れ角度が前方側に起こし上げられたり後方側に倒し込まれたりするように回転操作されるようになっている。そして、このシートバックの前方側或いは後方側への回転移動は、バックフレーム１の各サイドフレームの外側面に接合された図示しないストッパ片が、シートバックの前方側或いは後方側への回転に伴って、クッションフレーム２に張り出し形成された前倒れ係止面２Ａや後倒れ係止面２Ｂと当接することでそれぞれ係止されるようになっている。
【００１８】
以下、上記した歯車減速機４Ｂの構成について、図２〜図５を用いて詳しく説明していく。この歯車減速機４Ｂは、図２に示されるように、樹脂製の本体ケース１０及び蓋ケース２０と、金属製のウォーム３０と、樹脂製の第１歯車４０及び第２歯車６０と、金属製の丸棒状の支軸５０とを有して構成されている。ここで、上記した樹脂製の本体ケース１０、蓋ケース２０、第１歯車４０及び第２歯車６０には、その側面等の広い面を有した部位に、放熱用の溝として機能する放熱溝Ｍ・・（・・は複数を表す。）が凹み形成されている。
【００１９】
これら放熱溝Ｍ・・の設定により、各樹脂部品の放熱性が高められて、樹脂成形後の各部品の残存熱による熱変形が防がれて、各樹脂部品をより精度良く成形することができるようになっている。上記した歯車減速機４Ｂは、図３に示されるように、上記した本体ケース１０と蓋ケース２０とが組み付けられて構成されるハウジングケースの内部に、上記した各歯車部品や軸部品が収容されて組み付けられる構成となっている。
【００２０】
そして、図５に示されるように、上記した本体ケース１０には、その頭部に形成された台座部１３に、電気モータ４Ａが取り付けられてセットされている。なお、本実施例における電気モータ４Ａは、特開２００８−８６１１０号公報等の文献に開示された公知の構成のものであるため、これについての詳細な説明は省略することとする。ここで、図２に戻って、本体ケース１０は、第１歯車４０がセットされる凹状の第１収容凹部１１と、第２歯車６０がセットされる凹状の第２収容凹部１２と、前述した電気モータ４Ａがセットされる台座部１３と、蓋ケース２０にネジ締めされるネジ締め口１４・・とを有した形状に形成されている。
【００２１】
上記した第１収容凹部１１は、後述する第１歯車４０のウォームホイール４１をその凹み内部に受け入れられるように、ウォームホイール４１の外径よりもひとまわり大きな外径をもった円筒容器型の凹形状に形成されている。そして、第１収容凹部１１の中心部には、後述する丸棒状の支軸５０の一端部を受け入れて同端部を軸回転可能に支持する第１軸受け孔１１Ａが形成されている。そして、第１収容凹部１１の側面には、台座部１３の中心部から真っ直ぐに貫通して形成された差込口１３Ａを第１収容凹部１１に対して露呈させる開口窓１１Ｂが形成されている。
【００２２】
また、第２収容凹部１２は、上述した第１収容凹部１１に対して段差の上がった位置に形成されており、後述する第２歯車６０をその凹み内部に受け入れられるように、第２歯車６０の外径よりもひとまわり大きな外形をもった円筒容器型の凹形状に形成されている。そして、図４に示されるように、第２収容凹部１２の中心部には、第２歯車６０の軸部６１を受け入れて、同軸部６１を軸回転可能に支持する第２軸受け孔１２Ａが形成されている。そして、図２に戻って、第２収容凹部１２の第２歯車６０の側面と対面する内側面には、円弧状に突出した第２軸受け突起１２Ｂが形成されている。
【００２３】
この第２軸受け突起１２Ｂは、図４に示されるように、これと対面する第２歯車６０の側面に凹み形成された環状の凹部６３内に差し込まれることで、第２歯車６０を軸回転可能に支持する機能部位となっている。次に、図２に戻って、蓋ケース２０について説明する。この蓋ケース２０は、上述した本体ケース１０の第１収容凹部１１と対面する内側面に円弧状に突出して形成された第１軸受け突起２１Ａと、この第１軸受け突起２１Ａに囲まれた中心部に形成された第１軸受け孔２１Ｂと、本体ケース１０の第２収容凹部１２と対面する内側面に貫通形成された第２軸受け孔２２Ａと、本体ケース１０のネジ締め口１４・・に合わせられてネジ締めされて本体ケース１０に一体的に締結固定されるネジ締め口２４・・とを有した形状に形成されている。
【００２４】
上記した第１軸受け突起２１Ａは、上述した本体ケース１０の第１収容凹部１１内にセットされる第１歯車４０の平歯車４２を受け入れて、第１歯車４０を軸回転可能に支持する機能部位となっている。また、第１軸受け孔２１Ｂは、前述した丸棒状の支軸５０の他端部を受け入れて、同端部を軸回転可能に支持する機能部位となっている。また、第２軸受け孔２２Ａは、本体ケース１０の第２収容凹部１２内にセットされる第２歯車６０の軸部６２を受け入れて、第２歯車６０を軸回転可能に支持する機能部位となっている。
【００２５】
続いて、図２に戻って、上記した本体ケース１０と蓋ケース２０との間にセットされる各歯車部品や軸部品の構成について説明する。先ず、ウォーム３０の構成について説明する。すなわち、ウォーム３０は、金属製の丸棒部材にネジ状の歯３１が切られた周知の構成となっている。このウォーム３０は、本体ケース１０の台座部１３の中心部から真っ直ぐに貫通形成された差込口１３Ａ内に差し込まれることにより、上記したネジ状に切られた歯３１が本体ケース１０の開口窓１１Ｂに露呈した状態となって本体ケース１０にセットされるようになっている。
【００２６】
上記したウォーム３０には、その軸の上端部に、電気モータ４Ａの出力軸に直結されて動力伝達を受けるフレキシブルワイヤ３２が差し込まれて回転方向に一体的な状態に装着されている。このフレキシブルワイヤ３２は、細い鋼材が角筒状に巻かれて形成されており、ウォーム３０や電気モータ４Ａに差し込まれて連結される両端部分が硬く巻かれ、その間の軸方向の中央部分が首振り状に撓めるように軟らかく巻かれて形成されている。
【００２７】
このフレキシブルワイヤ３２は、電気モータ４Ａの出力軸が、ウォーム３０の中心軸に対してある程度位置ずれして組み付けられたとしても、その中央部分を首振りさせることで、この偏心量を吸収して、電気モータ４Ａからの回転出力をウォーム３０に良好に伝達できるようになっている。次に、第１歯車４０の構成について説明する。すなわち、第１歯車４０は、上記したウォーム３０と噛合して動力伝達を受けるウォームホイール４１と、このウォームホイール４１よりも小さな外径の平歯車４２とが、互いに同軸まわりに一体的に軸回転するように軸方向に並んで形成された構成となっている。
【００２８】
上記した第１歯車４０は、その中心部に貫通形成された軸孔４３内に前述した丸棒状の支軸５０が挿通され、この支軸５０によって本体ケース１０と蓋ケース２０とに対して軸回転可能に支持された状態となって組み付けられるようになっている。詳しくは、第１歯車４０は、上述した組み付けにより、ウォームホイール４１部分が本体ケース１０の第１収容凹部１１内にセットされ、その歯４１Ａが開口窓１１Ｂ内に入り込んでウォーム３０の歯３１と噛合した状態となって組み付けられるようになっている。
【００２９】
また、第１歯車４０は、上記した組み付けによって、平歯車４２が蓋ケース２０の第１軸受け突起２１Ａによって囲まれた空間内に入り込んだ状態にセットされ、その歯４２Ａの外周面が第１軸受け突起２１Ａの内周面によって軸回転可能に外周側から軸受けされて支えられた状態となって組み付けられるようになっている。
【００３０】
次に、第２歯車６０の構成について説明する。この第２歯車６０は、上述した第１歯車４０の平歯車４２と噛合して動力伝達を受ける平歯車として形成されている。この第２歯車６０は、図４に示されるように、その中心部に、本体ケース１０の第２軸受け孔１２Ａ内に差し込まれて軸受けされる軸部６１と、蓋ケース２０の第２軸受け孔２２Ａ内に差し込まれて軸受けされる軸部６２とが、それぞれ軸線方向の一方側と他方側とに円筒形状に突出して形成されている。
【００３１】
上記した第２歯車６０は、上記した一方側の軸部６１を本体ケース１０の第２軸受け孔１２Ａ内に差し込んでセットして、他方側の軸部６２を、蓋ケース２０を本体ケース１０に被せるようにセットして蓋ケース２０の第２軸受け孔２２Ａ内に差し込んでセットすることにより、本体ケース１０と蓋ケース２０とに軸回転可能に支持された状態となって組み付けられる。詳しくは、第２歯車６０は、上述した組み付けにより、本体ケース１０の第２収容凹部１２内にセットされた状態となり、その歯６４が第１歯車４０の平歯車４２の歯４２Ａと噛合した状態となって組み付けられる。
【００３２】
また、第２歯車６０は、上記した組み付けにより、前述した本体ケース１０と対面する側面に凹み形成された環状の凹部６３内に、本体ケース１０に形成された円弧状に突出した第２軸受け突起１２Ｂが入り込んだ状態となり、この第２軸受け突起１２Ｂによっても軸回転可能に軸受けされて支持された状態となる。ここで、第２歯車６０の中心部には、前述した出力軸となるロッド３Ａ（図１参照）が挿通される軸孔６５が軸線方向に貫通して形成されている。
【００３３】
上記した軸孔６５の内周面やロッド３Ａの外周面には、互いに嵌合し合うようにセレーション状の溝が切られており、ロッド３Ａを軸孔６５内に挿通することにより、ロッド３Ａが第２歯車６０に対して回転方向に一体的となった状態に連結されるようになっている。したがって、以上の組み付けにより、ウォーム３０と第１歯車４０と第２歯車６０とロッド３Ａとが、互いに動力伝達可能に噛合した状態となって組み付けられることとなる。
【００３４】
これにより、歯車減速機４Ｂは、電気モータ４Ａから出力された回転動力を、ウォーム３０とウォームホイール４１との間の歯数差や、平歯車４２と第２歯車６０との間の歯数差によって、それぞれの歯数差に応じた減速比で減速させた状態にしてロッド３Ａに出力するようになっている。ところで、図５に示されるように、上記した樹脂成形されて形成された第１歯車４０の平歯車４２と第２歯車６０には、それぞれ、内部に可撓性を有した薄い金属板Ｋ１，Ｋ２がインサート成形されて一体的に形成されている。
【００３５】
上記した第１歯車４０の平歯車４２にインサートされた金属板Ｋ１は、長板状に形成されており、平歯車４２の外周部に沿って全周に亘ってひと繋ぎ状に配設されている。詳しくは、金属板Ｋ１は、その板面が平歯車４２の歯面に向けられて配設されており、各歯４２Ａの内部と各歯４２Ａの間の歯底部４２Ｂの内部とを通って平歯車４２の全周に亘ってひと繋ぎ状に配されるように折り曲げられて形成されている。より詳しくは、金属板Ｋ１は、各歯４２Ａの内部において、各歯４２Ａの歯形に沿った形に折り曲げられて形成されており、その板面が各歯４２Ａの歯面に向けられて配設されている。
【００３６】
これにより、上記構成の平歯車４２は、その内部にインサートされた金属板Ｋ１によって、各歯４２Ａが撓み変形しにくいように内部側から支えられた構成となっている。一方、第２歯車６０にインサートされた金属板Ｋ２も、上記した金属板Ｋ１と同じように長板状に形成されており、第２歯車６０の外周部に沿って全周に亘ってひと繋ぎ状に配設されている。詳しくは、金属板Ｋ２は、その板面が第２歯車６０の歯面に向けられて配設されており、各歯６４の内部と各歯６４の間の歯底部６４Ｂの内部とを通って第２歯車６０の全周に亘ってひと繋ぎ状に配されるように折り曲げられて形成されている。
【００３７】
より詳しくは、金属板Ｋ２は、各歯６４の内部において、各歯６４の歯形に沿った形に折り曲げられて形成されており、その板面が各歯６４の歯面に向けられて配設されている。これにより、上記構成の第２歯車６０は、その内部にインサートされた金属板Ｋ２によって、各歯６４が撓み変形しにくいように内部側から支えられた構成となっている。したがって、上記構成の第１歯車４０の平歯車４２と第２歯車６０とは、図１において前述したシートバックの傾動回転を係止させるストッパ構造（前倒れ係止面２Ａや後倒れ係止面２Ｂによるストッパ構造）によって、互いの伝動回転が係止された状態において、その入力側或いは出力側から受ける負荷荷重によって互いの押圧し合っている噛合歯間（歯４２Ａと歯６４との間）に強制的な変形を伴わせる回転方向のクリープ力がかけられても、それらにインサートされた金属板Ｋ１，Ｋ２によって支えられて、クリープ変形が抑えられて保持されるようになっている。
【００３８】
このように、本実施例の歯車減速機４Ｂによれば、歯車減速機４Ｂの歯車列を構成する樹脂製の第１歯車４０の平歯車４２と樹脂製の第２歯車６０は、それらの各歯４２Ａ，６４の内部に可撓性を有した金属板Ｋ１，Ｋ２がインサート成形されていることにより、これら金属板Ｋ１，Ｋ２により各歯４２Ａ，６４が支えられてクリープ変形しにくいように保持される。このように、第１歯車４０や第２歯車６０の構成（歯車減速機４Ｂの構成）を大型化することなく、樹脂製の第１歯車４０や第２歯車６０の各歯４２Ａ，６４のクリープ変形を抑えられるようにすることができる。
【００３９】
また、金属板Ｋ１，Ｋ２が第１歯車４０の各歯４２Ａや第２歯車６０の各歯６４の内部で各歯形に沿った形に配置されるように曲げられた形でインサート成形されていることにより、金属板Ｋ１，Ｋ２によって各歯４２Ａ，６４のクリープ変形をより効果的に抑止できるように支持させることができる。また、金属板Ｋ１，Ｋ２が各歯４２Ａ，６４の内部と各歯４２Ａ，６４の間の歯底部４２Ｂ，６４Ｂの内部とを通って第１歯車４０や第２歯車６０の全周に亘ってひと繋ぎ状に配される一枚の金属板としてそれぞれ形成されていることにより、各歯４２Ａ，６４のクリープ変形を、各歯４２Ａ，６４の内部とその近辺とに跨って連続的に配設されている金属板Ｋ１，Ｋ２によってそれぞれより効果的に抑止することができる。
【００４０】
また、各金属板Ｋ１，Ｋ２は、第１歯車４０の各歯４２Ａや第２歯車６０の各歯６４の歯厚に比べて、板厚が非常に薄い板状部材として形成されたものとなっているため、第１歯車４０や第２歯車６０の重量を大きく増大させることなく各歯４２Ａ，６４の剛性を高められるようにすることができる。
【００４１】
以上、本発明の実施形態を一つの実施例を用いて説明したが、本発明は上記実施例のほか各種の形態で実施できるものである。例えば、本発明の歯車減速機は、車両用シートを昇降させてフロアに対する設置高さを変化させるための駆動装置や、シートバックを中折れ作動させるための駆動装置や、アクティブヘッドレストを作動させるための駆動装置など、車両用シートに関連して設けられる様々な駆動装置の回転出力を減速させるための減速機として適用することができる。
【００４２】
また、本発明の歯車減速機は、上記した車両用シートに関連した用途以外にも、歯車列の回転動力伝達によって回転動力を減速させて出力するための様々な用途に用いることができる。また、上記実施例では、樹脂成形された第１歯車４０の平歯車４２と第２歯車６０の双方に金属板Ｋ１，Ｋ２をインサート成形したものを例示したが、どちらか一方にのみ金属板がインサート成形されたものであってもよい。また、金属製のウォーム３０と噛合する樹脂製の第１歯車４０のウォームホイール４１にも金属板をインサート成形して形成したものとしてもよい。また、金属板をインサート成形する歯車は、平歯車に限定されず、はすば歯車等の他の歯車であってもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１ バックフレーム
１Ａ 支持ブラケット
１Ｂ 補強パイプ
２ クッションフレーム
２Ａ 前倒れ係止面
２Ｂ 後倒れ係止面
３ リクライニング装置
３Ａ ロッド
４ 駆動装置
４Ａ 電気モータ
４Ｂ 歯車減速機
１０ 本体ケース
１１ 第１収容凹部
１１Ａ 第１軸受け孔
１１Ｂ 開口窓
１２ 第２収容凹部
１２Ａ 第２軸受け孔
１２Ｂ 第２軸受け突起
１３ 台座部
１３Ａ 差込口
１４ ネジ締め口
２０ 蓋ケース
２１Ａ 第１軸受け突起
２１Ｂ 第１軸受け孔
２２Ａ 第２軸受け孔
２４ ネジ締め口
３０ ウォーム
３１ 歯
３２ フレキシブルワイヤ
４０ 第１歯車
４１ ウォームホイール
４１Ａ 歯
４２ 平歯車
４２Ａ 歯
４２Ｂ 歯底部
４３ 軸孔
５０ 支軸
６０ 第２歯車
６１ 軸部
６２ 軸部
６３ 凹部
６４ 歯
６４Ｂ 歯底部
６５ 軸孔
Ｍ 放熱溝
Ｋ１ 金属板
Ｋ２ 金属板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯車減速機に関する。詳しくは、歯車列の回転動力伝達により回転動力を減速させて出力する歯車減速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、歯車列を用いた動力伝達機構において、歯車列を構成する各歯車が軽量化のために樹脂成形されて形成されたものが知られている。ここで、下記特許文献１には、互いに噛合する一方側の歯車の各歯に対し、これら各歯の間に入り込んで噛合する相手側の歯車の各歯を弾性的に挟み込んでバックラッシをなくさせる板状ばねが配設された技術が開示されている。この開示では、板状ばねの挟持力により、両歯車の噛合状態時におけるバックラッシが防止されており、この挟持力により、一方側の歯車が相手側の歯車によって押圧されてもクリープ変形しにくいようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１８９１７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記開示の従来技術のように、板状ばねが歯車に対して軸線方向に並んで配設されていることにより、構造全体が軸線方向に大型化してしまうこととなる。
【０００５】
本発明は、上記した問題を解決するものとして創案されたものであって、本発明が解決しようとする課題は、歯車減速機を大型化することなく、樹脂製の歯車のクリープ変形を抑えられるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の歯車減速機は次の手段をとる。
先ず、第１の発明は、歯車列の回転動力伝達により回転動力を減速させて出力する歯車減速機である。歯車列を構成する少なくとも一の歯車は、樹脂製とされ、且つ各歯の内部に可撓性を有した金属板がインサート成形されて一体的に形成されている。金属板は、その板面が各歯の歯面に向けられて配置されており、金属板により噛合部となる各歯を支えてクリープ変形しにくいように支持する構成となっている。
【０００７】
この第１の発明によれば、歯車列を構成する少なくとも一の樹脂製の歯車は、その各歯の内部に可撓性を有した金属板がインサート成形されることにより、この金属板により各歯が支えられてクリープ変形しにくくなる。このように、樹脂製の歯車の各歯の内部に金属板をインサート成形する構成としたことにより、歯車減速機の構成を大型化することなく、歯車のクリープ変形を抑えられるようにすることができる。
【０００８】
次に、第２の発明は、上述した第１の発明において、金属板が、各歯の内部において、各歯の歯形に沿って配置されるように曲げられた形でインサート成形されている。
【０００９】
この第２の発明によれば、金属板が各歯の内部で各歯の歯形に沿った形に配置されるように曲げられた形でインサート成形されていることにより、金属板によって各歯のクリープ変形をより効果的に抑止できるように支持させることができる。
【００１０】
次に、第３の発明は、上述した第１又は第２の発明において、金属板が、各歯の内部と各歯の間の歯底部の内部とを通って歯車の全周に亘ってひと繋ぎ状に配される一枚の金属板として形成されている。
【００１１】
この第３の発明によれば、金属板が各歯の内部と各歯の間の歯底部の内部とを通って歯車の全周に亘ってひと繋ぎ状に配される一枚の金属板として形成されていることにより、各歯のクリープ変形を、各歯の内部とその近辺とに跨って連続的に配設されている金属板によってより効果的に抑止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１の歯車減速機を備えた車両用シートの概略図である。
【図２】歯車減速機の分解斜視図である。
【図３】歯車減速機の組み図である。
【図４】図３のIV-IV線断面図である。
【図５】歯車減速機の内部構造図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１４】
始めに、実施例１の歯車減速機４Ｂの構成について、図１〜図５を用いて説明する。この歯車減速機４Ｂは、図１に示されるように、車両用シートに設けられており、シートバックをシートクッションに対して背凭れ角度調整可能に連結する各側のリクライニング装置３，３に電気モータ４Ａからの回転出力を減速させて出力するための機構装置となっている。ここで、上記した各リクライニング装置３，３は、シートバックの骨格を成すバックフレーム１の両サイド部と、シートクッションの骨格を成すクッションフレーム２の両サイド部とをそれぞれ連結して設けられている。
【００１５】
これらリクライニング装置３，３は、常時は回転止めされた状態としてシートバックの背凭れ角度を固定した状態に保持されている。そして、各リクライニング装置３，３は、それらの中心部に挿通されたロッド３Ａが、上述した電気モータ４Ａと歯車減速機４Ｂとからなる駆動装置４によって軸回動操作されることにより、シートバックの背凭れ角度を変動させるように回転駆動するようになっている。
【００１６】
ここで、上記した駆動装置４は、バックフレーム１の枠内部に設けられており、支持ブラケット１Ａによってバックフレーム１の図示左方側のサイドフレームに結合固定されている。この支持ブラケット１Ａは、補強パイプ１Ｂによって図示右方側のサイドフレームとも一体的に結合されており、両サイドフレームに対して強固に一体的に結合された状態となっている。そして、上記したリクライニング装置３，３同士を連結するロッド３Ａは、上記した補強パイプ１Ｂの管内部に挿通されて設けられており、補強パイプ１Ｂによって外周部が覆われて保護されている。
【００１７】
上記したシートバックは、電気モータ４Ａの駆動回転に伴って、その背凭れ角度が前方側に起こし上げられたり後方側に倒し込まれたりするように回転操作されるようになっている。そして、このシートバックの前方側或いは後方側への回転移動は、バックフレーム１の各サイドフレームの外側面に接合された図示しないストッパ片が、シートバックの前方側或いは後方側への回転に伴って、クッションフレーム２に張り出し形成された前倒れ係止面２Ａや後倒れ係止面２Ｂと当接することでそれぞれ係止されるようになっている。
【００１８】
以下、上記した歯車減速機４Ｂの構成について、図２〜図５を用いて詳しく説明していく。この歯車減速機４Ｂは、図２に示されるように、樹脂製の本体ケース１０及び蓋ケース２０と、金属製のウォーム３０と、樹脂製の第１歯車４０及び第２歯車６０と、金属製の丸棒状の支軸５０とを有して構成されている。ここで、上記した樹脂製の本体ケース１０、蓋ケース２０、第１歯車４０及び第２歯車６０には、その側面等の広い面を有した部位に、放熱用の溝として機能する放熱溝Ｍ・・（・・は複数を表す。）が凹み形成されている。
【００１９】
これら放熱溝Ｍ・・の設定により、各樹脂部品の放熱性が高められて、樹脂成形後の各部品の残存熱による熱変形が防がれて、各樹脂部品をより精度良く成形することができるようになっている。上記した歯車減速機４Ｂは、図３に示されるように、上記した本体ケース１０と蓋ケース２０とが組み付けられて構成されるハウジングケースの内部に、上記した各歯車部品や軸部品が収容されて組み付けられる構成となっている。
【００２０】
そして、図５に示されるように、上記した本体ケース１０には、その頭部に形成された台座部１３に、電気モータ４Ａが取り付けられてセットされている。なお、本実施例における電気モータ４Ａは、特開２００８−８６１１０号公報等の文献に開示された公知の構成のものであるため、これについての詳細な説明は省略することとする。ここで、図２に戻って、本体ケース１０は、第１歯車４０がセットされる凹状の第１収容凹部１１と、第２歯車６０がセットされる凹状の第２収容凹部１２と、前述した電気モータ４Ａがセットされる台座部１３と、蓋ケース２０にネジ締めされるネジ締め口１４・・とを有した形状に形成されている。
【００２１】
上記した第１収容凹部１１は、後述する第１歯車４０のウォームホイール４１をその凹み内部に受け入れられるように、ウォームホイール４１の外径よりもひとまわり大きな外径をもった円筒容器型の凹形状に形成されている。そして、第１収容凹部１１の中心部には、後述する丸棒状の支軸５０の一端部を受け入れて同端部を軸回転可能に支持する第１軸受け孔１１Ａが形成されている。そして、第１収容凹部１１の側面には、台座部１３の中心部から真っ直ぐに貫通して形成された差込口１３Ａを第１収容凹部１１に対して露呈させる開口窓１１Ｂが形成されている。
【００２２】
また、第２収容凹部１２は、上述した第１収容凹部１１に対して段差の上がった位置に形成されており、後述する第２歯車６０をその凹み内部に受け入れられるように、第２歯車６０の外径よりもひとまわり大きな外形をもった円筒容器型の凹形状に形成されている。そして、図４に示されるように、第２収容凹部１２の中心部には、第２歯車６０の軸部６１を受け入れて、同軸部６１を軸回転可能に支持する第２軸受け孔１２Ａが形成されている。そして、図２に戻って、第２収容凹部１２の第２歯車６０の側面と対面する内側面には、円弧状に突出した第２軸受け突起１２Ｂが形成されている。
【００２３】
この第２軸受け突起１２Ｂは、図４に示されるように、これと対面する第２歯車６０の側面に凹み形成された環状の凹部６３内に差し込まれることで、第２歯車６０を軸回転可能に支持する機能部位となっている。次に、図２に戻って、蓋ケース２０について説明する。この蓋ケース２０は、上述した本体ケース１０の第１収容凹部１１と対面する内側面に円弧状に突出して形成された第１軸受け突起２１Ａと、この第１軸受け突起２１Ａに囲まれた中心部に形成された第１軸受け孔２１Ｂと、本体ケース１０の第２収容凹部１２と対面する内側面に貫通形成された第２軸受け孔２２Ａと、本体ケース１０のネジ締め口１４・・に合わせられてネジ締めされて本体ケース１０に一体的に締結固定されるネジ締め口２４・・とを有した形状に形成されている。
【００２４】
上記した第１軸受け突起２１Ａは、上述した本体ケース１０の第１収容凹部１１内にセットされる第１歯車４０の平歯車４２を受け入れて、第１歯車４０を軸回転可能に支持する機能部位となっている。また、第１軸受け孔２１Ｂは、前述した丸棒状の支軸５０の他端部を受け入れて、同端部を軸回転可能に支持する機能部位となっている。また、第２軸受け孔２２Ａは、本体ケース１０の第２収容凹部１２内にセットされる第２歯車６０の軸部６２を受け入れて、第２歯車６０を軸回転可能に支持する機能部位となっている。
【００２５】
続いて、図２に戻って、上記した本体ケース１０と蓋ケース２０との間にセットされる各歯車部品や軸部品の構成について説明する。先ず、ウォーム３０の構成について説明する。すなわち、ウォーム３０は、金属製の丸棒部材にネジ状の歯３１が切られた周知の構成となっている。このウォーム３０は、本体ケース１０の台座部１３の中心部から真っ直ぐに貫通形成された差込口１３Ａ内に差し込まれることにより、上記したネジ状に切られた歯３１が本体ケース１０の開口窓１１Ｂに露呈した状態となって本体ケース１０にセットされるようになっている。
【００２６】
上記したウォーム３０には、その軸の上端部に、電気モータ４Ａの出力軸に直結されて動力伝達を受けるフレキシブルワイヤ３２が差し込まれて回転方向に一体的な状態に装着されている。このフレキシブルワイヤ３２は、細い鋼材が角筒状に巻かれて形成されており、ウォーム３０や電気モータ４Ａに差し込まれて連結される両端部分が硬く巻かれ、その間の軸方向の中央部分が首振り状に撓めるように軟らかく巻かれて形成されている。
【００２７】
このフレキシブルワイヤ３２は、電気モータ４Ａの出力軸が、ウォーム３０の中心軸に対してある程度位置ずれして組み付けられたとしても、その中央部分を首振りさせることで、この偏心量を吸収して、電気モータ４Ａからの回転出力をウォーム３０に良好に伝達できるようになっている。次に、第１歯車４０の構成について説明する。すなわち、第１歯車４０は、上記したウォーム３０と噛合して動力伝達を受けるウォームホイール４１と、このウォームホイール４１よりも小さな外径の平歯車４２とが、互いに同軸まわりに一体的に軸回転するように軸方向に並んで形成された構成となっている。
【００２８】
上記した第１歯車４０は、その中心部に貫通形成された軸孔４３内に前述した丸棒状の支軸５０が挿通され、この支軸５０によって本体ケース１０と蓋ケース２０とに対して軸回転可能に支持された状態となって組み付けられるようになっている。詳しくは、第１歯車４０は、上述した組み付けにより、ウォームホイール４１部分が本体ケース１０の第１収容凹部１１内にセットされ、その歯４１Ａが開口窓１１Ｂ内に入り込んでウォーム３０の歯３１と噛合した状態となって組み付けられるようになっている。
【００２９】
また、第１歯車４０は、上記した組み付けによって、平歯車４２が蓋ケース２０の第１軸受け突起２１Ａによって囲まれた空間内に入り込んだ状態にセットされ、その歯４２Ａの外周面が第１軸受け突起２１Ａの内周面によって軸回転可能に外周側から軸受けされて支えられた状態となって組み付けられるようになっている。
【００３０】
次に、第２歯車６０の構成について説明する。この第２歯車６０は、上述した第１歯車４０の平歯車４２と噛合して動力伝達を受ける平歯車として形成されている。この第２歯車６０は、図４に示されるように、その中心部に、本体ケース１０の第２軸受け孔１２Ａ内に差し込まれて軸受けされる軸部６１と、蓋ケース２０の第２軸受け孔２２Ａ内に差し込まれて軸受けされる軸部６２とが、それぞれ軸線方向の一方側と他方側とに円筒形状に突出して形成されている。
【００３１】
上記した第２歯車６０は、上記した一方側の軸部６１を本体ケース１０の第２軸受け孔１２Ａ内に差し込んでセットして、他方側の軸部６２を、蓋ケース２０を本体ケース１０に被せるようにセットして蓋ケース２０の第２軸受け孔２２Ａ内に差し込んでセットすることにより、本体ケース１０と蓋ケース２０とに軸回転可能に支持された状態となって組み付けられる。詳しくは、第２歯車６０は、上述した組み付けにより、本体ケース１０の第２収容凹部１２内にセットされた状態となり、その歯６４が第１歯車４０の平歯車４２の歯４２Ａと噛合した状態となって組み付けられる。
【００３２】
また、第２歯車６０は、上記した組み付けにより、前述した本体ケース１０と対面する側面に凹み形成された環状の凹部６３内に、本体ケース１０に形成された円弧状に突出した第２軸受け突起１２Ｂが入り込んだ状態となり、この第２軸受け突起１２Ｂによっても軸回転可能に軸受けされて支持された状態となる。ここで、第２歯車６０の中心部には、前述した出力軸となるロッド３Ａ（図１参照）が挿通される軸孔６５が軸線方向に貫通して形成されている。
【００３３】
上記した軸孔６５の内周面やロッド３Ａの外周面には、互いに嵌合し合うようにセレーション状の溝が切られており、ロッド３Ａを軸孔６５内に挿通することにより、ロッド３Ａが第２歯車６０に対して回転方向に一体的となった状態に連結されるようになっている。したがって、以上の組み付けにより、ウォーム３０と第１歯車４０と第２歯車６０とロッド３Ａとが、互いに動力伝達可能に噛合した状態となって組み付けられることとなる。
【００３４】
これにより、歯車減速機４Ｂは、電気モータ４Ａから出力された回転動力を、ウォーム３０とウォームホイール４１との間の歯数差や、平歯車４２と第２歯車６０との間の歯数差によって、それぞれの歯数差に応じた減速比で減速させた状態にしてロッド３Ａに出力するようになっている。ところで、図５に示されるように、上記した樹脂成形されて形成された第１歯車４０の平歯車４２と第２歯車６０には、それぞれ、内部に可撓性を有した薄い金属板Ｋ１，Ｋ２がインサート成形されて一体的に形成されている。
【００３５】
上記した第１歯車４０の平歯車４２にインサートされた金属板Ｋ１は、長板状に形成されており、平歯車４２の外周部に沿って全周に亘ってひと繋ぎ状に配設されている。詳しくは、金属板Ｋ１は、その板面が平歯車４２の歯面に向けられて配設されており、各歯４２Ａの内部と各歯４２Ａの間の歯底部４２Ｂの内部とを通って平歯車４２の全周に亘ってひと繋ぎ状に配されるように折り曲げられて形成されている。より詳しくは、金属板Ｋ１は、各歯４２Ａの内部において、各歯４２Ａの歯形に沿った形に折り曲げられて形成されており、その板面が各歯４２Ａの歯面に向けられて配設されている。
【００３６】
これにより、上記構成の平歯車４２は、その内部にインサートされた金属板Ｋ１によって、各歯４２Ａが撓み変形しにくいように内部側から支えられた構成となっている。一方、第２歯車６０にインサートされた金属板Ｋ２も、上記した金属板Ｋ１と同じように長板状に形成されており、第２歯車６０の外周部に沿って全周に亘ってひと繋ぎ状に配設されている。詳しくは、金属板Ｋ２は、その板面が第２歯車６０の歯面に向けられて配設されており、各歯６４の内部と各歯６４の間の歯底部６４Ｂの内部とを通って第２歯車６０の全周に亘ってひと繋ぎ状に配されるように折り曲げられて形成されている。
【００３７】
より詳しくは、金属板Ｋ２は、各歯６４の内部において、各歯６４の歯形に沿った形に折り曲げられて形成されており、その板面が各歯６４の歯面に向けられて配設されている。これにより、上記構成の第２歯車６０は、その内部にインサートされた金属板Ｋ２によって、各歯６４が撓み変形しにくいように内部側から支えられた構成となっている。したがって、上記構成の第１歯車４０の平歯車４２と第２歯車６０とは、図１において前述したシートバックの傾動回転を係止させるストッパ構造（前倒れ係止面２Ａや後倒れ係止面２Ｂによるストッパ構造）によって、互いの伝動回転が係止された状態において、その入力側或いは出力側から受ける負荷荷重によって互いの押圧し合っている噛合歯間（歯４２Ａと歯６４との間）に強制的な変形を伴わせる回転方向のクリープ力がかけられても、それらにインサートされた金属板Ｋ１，Ｋ２によって支えられて、クリープ変形が抑えられて保持されるようになっている。
【００３８】
このように、本実施例の歯車減速機４Ｂによれば、歯車減速機４Ｂの歯車列を構成する樹脂製の第１歯車４０の平歯車４２と樹脂製の第２歯車６０は、それらの各歯４２Ａ，６４の内部に可撓性を有した金属板Ｋ１，Ｋ２がインサート成形されていることにより、これら金属板Ｋ１，Ｋ２により各歯４２Ａ，６４が支えられてクリープ変形しにくいように保持される。このように、第１歯車４０や第２歯車６０の構成（歯車減速機４Ｂの構成）を大型化することなく、樹脂製の第１歯車４０や第２歯車６０の各歯４２Ａ，６４のクリープ変形を抑えられるようにすることができる。
【００３９】
また、金属板Ｋ１，Ｋ２が第１歯車４０の各歯４２Ａや第２歯車６０の各歯６４の内部で各歯形に沿った形に配置されるように曲げられた形でインサート成形されていることにより、金属板Ｋ１，Ｋ２によって各歯４２Ａ，６４のクリープ変形をより効果的に抑止できるように支持させることができる。また、金属板Ｋ１，Ｋ２が各歯４２Ａ，６４の内部と各歯４２Ａ，６４の間の歯底部４２Ｂ，６４Ｂの内部とを通って第１歯車４０や第２歯車６０の全周に亘ってひと繋ぎ状に配される一枚の金属板としてそれぞれ形成されていることにより、各歯４２Ａ，６４のクリープ変形を、各歯４２Ａ，６４の内部とその近辺とに跨って連続的に配設されている金属板Ｋ１，Ｋ２によってそれぞれより効果的に抑止することができる。
【００４０】
また、各金属板Ｋ１，Ｋ２は、第１歯車４０の各歯４２Ａや第２歯車６０の各歯６４の歯厚に比べて、板厚が非常に薄い板状部材として形成されたものとなっているため、第１歯車４０や第２歯車６０の重量を大きく増大させることなく各歯４２Ａ，６４の剛性を高められるようにすることができる。
【００４１】
以上、本発明の実施形態を一つの実施例を用いて説明したが、本発明は上記実施例のほか各種の形態で実施できるものである。例えば、本発明の歯車減速機は、車両用シートを昇降させてフロアに対する設置高さを変化させるための駆動装置や、シートバックを中折れ作動させるための駆動装置や、アクティブヘッドレストを作動させるための駆動装置など、車両用シートに関連して設けられる様々な駆動装置の回転出力を減速させるための減速機として適用することができる。
【００４２】
また、本発明の歯車減速機は、上記した車両用シートに関連した用途以外にも、歯車列の回転動力伝達によって回転動力を減速させて出力するための様々な用途に用いることができる。また、上記実施例では、樹脂成形された第１歯車４０の平歯車４２と第２歯車６０の双方に金属板Ｋ１，Ｋ２をインサート成形したものを例示したが、どちらか一方にのみ金属板がインサート成形されたものであってもよい。また、金属製のウォーム３０と噛合する樹脂製の第１歯車４０のウォームホイール４１にも金属板をインサート成形して形成したものとしてもよい。また、金属板をインサート成形する歯車は、平歯車に限定されず、はすば歯車等の他の歯車であってもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１ バックフレーム
１Ａ 支持ブラケット
１Ｂ 補強パイプ
２ クッションフレーム
２Ａ 前倒れ係止面
２Ｂ 後倒れ係止面
３ リクライニング装置
３Ａ ロッド
４ 駆動装置
４Ａ 電気モータ
４Ｂ 歯車減速機
１０ 本体ケース
１１ 第１収容凹部
１１Ａ 第１軸受け孔
１１Ｂ 開口窓
１２ 第２収容凹部
１２Ａ 第２軸受け孔
１２Ｂ 第２軸受け突起
１３ 台座部
１３Ａ 差込口
１４ ネジ締め口
２０ 蓋ケース
２１Ａ 第１軸受け突起
２１Ｂ 第１軸受け孔
２２Ａ 第２軸受け孔
２４ ネジ締め口
３０ ウォーム
３１ 歯
３２ フレキシブルワイヤ
４０ 第１歯車
４１ ウォームホイール
４１Ａ 歯
４２ 平歯車
４２Ａ 歯
４２Ｂ 歯底部
４３ 軸孔
５０ 支軸
６０ 第２歯車
６１ 軸部
６２ 軸部
６３ 凹部
６４ 歯
６４Ｂ 歯底部
６５ 軸孔
Ｍ 放熱溝
Ｋ１ 金属板
Ｋ２ 金属板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯車列の回転動力伝達により回転動力を減速させて出力する歯車減速機であって、
前記歯車列を構成する少なくとも一の歯車は、樹脂製とされ、且つ各歯の内部に可撓性を有した金属板がインサート成形されて一体的に形成されており、当該金属板はその板面が前記各歯の歯面に向けられて配置されており、当該金属板により噛合部となる各歯を支えてクリープ変形しにくいように支持する構成となっていることを特徴とする歯車減速機。
【請求項２】
請求項１に記載の歯車減速機であって、
前記金属板が前記各歯の内部において当該各歯の歯形に沿って配置されるように曲げられた形でインサート成形されていることを特徴とする歯車減速機。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の歯車減速機であって、
前記金属板が前記各歯の内部と当該各歯の間の歯底部の内部とを通って前記歯車の全周に亘ってひと繋ぎ状に配される一枚の金属板として形成されていることを特徴とする歯車減速機。
【請求項１】
歯車列の回転動力伝達により回転動力を減速させて出力する歯車減速機であって、
前記歯車列を構成する少なくとも一の歯車は、樹脂製とされ、且つ各歯の内部に可撓性を有した金属板がインサート成形されて一体的に形成されており、当該金属板はその板面が前記各歯の歯面に向けられて配置されており、当該金属板により噛合部となる各歯を支えてクリープ変形しにくいように支持する構成となっていることを特徴とする歯車減速機。
【請求項２】
請求項１に記載の歯車減速機であって、
前記金属板が前記各歯の内部において当該各歯の歯形に沿って配置されるように曲げられた形でインサート成形されていることを特徴とする歯車減速機。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の歯車減速機であって、
前記金属板が前記各歯の内部と当該各歯の間の歯底部の内部とを通って前記歯車の全周に亘ってひと繋ぎ状に配される一枚の金属板として形成されていることを特徴とする歯車減速機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−１７３６８（Ｐ２０１１−１７３６８Ａ）
【公開日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１６１８０２（Ｐ２００９−１６１８０２）
【出願日】平成２１年７月８日（２００９．７．８）
【出願人】（０００２４１５００）トヨタ紡織株式会社 (2,945)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月８日（２００９．７．８）
【出願人】（０００２４１５００）トヨタ紡織株式会社 (2,945)
【Ｆターム（参考）】
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