減速機構、帶減速機構的電動機、及減速機構的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種具備蝸桿及蝸輪的減速機構、帶減速機構的電動機、以及減速機構的制造方法。
【背景技術】
[0002]以往，如圖5(a)以及圖5(b)所示，提出了具備蝸桿51以及蝸輪52的減速機構。在這種減速機構中，一般來講，蝸桿51以及蝸輪52的壓力角被設定為相同的值(例如α°)。另外，專利文獻I提出了通過將蝸桿的壓力角設定得比蝸輪的壓力角要大來減少磨損量的減速機構。
[0003]專利文獻I:日本特開2002-139127號公報
[0004]于是，在專利文獻I的減速機構中，將蝸桿的壓力角設定為稍大于蝸輪的壓力角來減少磨損量。然而，在這種減速機構中，由于在嚙合部分處主要因動摩擦使旋轉力的損失較大而使旋轉力的傳遞效率變差，所以希望提高旋轉力的傳遞效率。特別是在具有上述那樣的減速機構、即帶減速機構的電動機中，會出現伴隨旋轉力的傳遞效率的惡化而使電動機的效率變差導致無法達到所需的減速效率的問題。于是，希望提高旋轉力的傳遞效率。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于，提供一種，旋轉力的傳遞效率高的減速機構、帶減速機構的電動機以及減速機構的制造方法。
[0006]為了達成上述目的，本發明的一個形態提供一種減速機構，該減速機構包含:蝸桿；以及蝸輪，與所述蝸桿嚙合。在所述蝸桿的壓力角以及所述蝸輪的壓力角相同的條件下因旋轉而嚙合的齒數始終為η+1、或者所述齒數在η+1和η之間變化，所述蝸桿的壓力角設定得比所述蝸輪的壓力角大，以使最大嚙合齒數變為η以下，其中η為自然數。
[0007]基于該構成，在蝸桿的壓力角以及蝸輪的壓力角相同的條件下因旋轉而嚙合的齒數始終為η+1、或者所述齒數在η+1和η之間變化的(其中，η為自然數)蝸桿以及蝸輪中，當嚙合齒數增加時施加在各個齒上的表面壓力下降，由此摩擦系數增大，從而導致在嚙合部分的功率損耗(power loss)增大。然而，在上述構成中，由于蝸桿的壓力角設定得比蝸輪的壓力角大，使得最大嚙合齒數變為η以下，所以嚙合齒數不會變為η+1。因此，能夠降低功率損耗，進而能夠提高旋轉傳遞效率。
[0008]優選地，在所述蝸桿的壓力角以及所述蝸輪的壓力角相同的條件下因旋轉而嚙合的齒數始終為5個、或者所述齒數在5個和4個之間變化，所述蝸桿的壓力角設定得比所述蝸輪的壓力角大，以使最大嚙合齒數變為4個以下。
[0009]基于該構成，在蝸桿的壓力角以及蝸輪的壓力角相同的條件下因旋轉而嚙合的齒數始終為5個、或者所述齒數在5個和4個之間變化的蝸桿以及蝸輪中，當嚙合齒數增加至5個時施加在各個齒上的表面壓力下降，由此摩擦系數增大，導致在嚙合部分的功率損耗增大。然而，在上述構成中，由于蝸桿的壓力角設定得比蝸輪的壓力角大，使得最大嚙合齒數變為4個以下，所以嚙合齒數不會變為5個。因此，能夠降低功率損耗，進而能夠提高旋轉傳遞效率。
[0010]優選地，所述蝸桿的壓力角被設定為在所述蝸桿與所述蝸輪的關系成立的范圍內的最大角度。
[0011]基于該構成，通過將蝸桿的壓力角設為在蝸桿與蝸輪的關系成立的范圍內、即蝸桿和蝸輪可起到蝸桿副(worm gear)的作用的范圍內的最大角度，能夠使嚙合齒數的平均值最小化。因此，能夠大幅度降低功率損耗，進而能夠大幅度提尚旋轉傳遞效率。
[0012]優選地，帶減速機構的電動機具備上述構成中的減速機構、和對所述蝸桿進行旋轉驅動的電動機主體。
[0013]基于該構成，能夠提高帶減速機構的電動機的效率。
[0014]優選地，提供一種具備蝸桿以及蝸輪的減速機構的制造方法。在該制造方法中，在所述蝸桿的壓力角以及所述蝸輪的壓力角相同的條件下因旋轉而嚙合的齒數始終為n+1、或者所述齒數在η+1和η之間變化，將所述蝸桿的壓力角設定得比所述蝸輪的壓力角大，以使最大嚙合齒數變為η以下，其中η為自然數。
[0015]基于該方法，在蝸桿的壓力角以及蝸輪的壓力角相同的條件下因旋轉而嚙合的齒數始終為η+1、或者所述齒數在η+1和η之間變化的(其中，η為自然數)蝸桿以及蝸輪中，當嚙合齒數增加時施加在各個齒上的表面壓力下降，由此摩擦系數增大，導致在嚙合部分的功率損耗增大。然而，在以上述方法制造的減速機構中，由于蝸桿的壓力角設定得比蝸輪的壓力角大，使得最大嚙合齒數變為η以下，所以嚙合齒數不會變為η+1。所以，能夠降低功率損耗，進而能夠提尚旋轉傳遞效率。因此，能夠容易地制造減速效率尚的減速機構。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發明的一個實施方式的帶減速機構的電動機的示意圖。
[0017 ]圖2是表示圖1的電動機主體的構成的示意圖。
[0018]圖3是將圖1的電動機主體展開成平面狀的示意圖。
[0019]圖4(a)以及(b)是圖1的減速機構的局部放大示意圖。
[0020]圖5(a)以及(b)是以往技術的減速機構的局部放大示意圖。
[0021 ]圖6是表示圖4的減速機構的蝸桿的軸向位置和嚙合位置的關系的圖。
[0022]圖7是表示圖5的以往的減速機構的蝸桿的軸向位置和嚙合位置的關系的圖。
[0023]圖8(a)是將其他例子的蝸輪從徑向外側觀看時的局部放大示意圖。
[0024]圖8(b)是將其他例子的蝸輪從軸向觀看時的局部放大示意圖。
[0025]圖8(c)是將其他例子的蝸桿從軸向觀看時的局部放大示意圖。
【具體實施方式】
[0026]以下，參照圖1?圖3、圖4(a)以及(b)，對將本發明具體化的一個實施方式進行說明。
[0027]如圖1以及圖2所示，帶減速機構的電動機I具備電動機主體2和齒輪部3。該電動機I作為對車輛的擋風玻璃等進行刮拭的車輛用刮水器(圖示略)的驅動源而被使用。
[0028]電動機主體2包含具有底部4a的筒狀的磁軛殼體4，在該磁軛殼體4的內周面固裝有至少I個磁體5，該磁體5具有4個磁極部(2個N極以及2個S極)。也就是說，電動機主體2包含2個磁路。在磁體5中，N極和S極在磁軛殼體4的圓周方向上交替地配置。
[0029]在磁體5的徑向內側配置有作為電樞的轉子(rotor)6，該轉子6能夠旋轉。轉子6包含旋轉軸7、轉子芯63、以及換向器25。位于磁軛殼體4的底部4a側的、旋轉軸7的基端部被設置在底部4a的中央處的軸承23所支承。另外，旋轉軸7的頂端部從磁軛殼體4的開口部向齒輪部3延伸。
[0030]所述轉子芯63被配置在與所述磁體5徑向對置的位置上，且可一體旋轉地被固定在所述旋轉軸7上。轉子芯63具備18個齒63a，這些齒63a以旋轉軸7為中心朝徑向外側呈放射狀延伸。在沿轉子芯63的圓周方向相鄰的齒63a之間的空間內形成有齒槽63b(參照圖3)。
[0031]另外，所述換向器25可一體旋轉地被固定在比轉子芯63更靠齒輪部3—側的旋轉軸7的部位上。換向器25包含:圓筒狀的絕緣體(圖示略)，其由絕緣性樹脂材料形成，并且被外嵌在旋轉軸7上；以及18個段體27，被固裝在該絕緣體的外周面上。各個段體27具有沿旋轉軸7的軸向較長的長方形的板狀，且沿著絕緣體的外周面彎曲。18個段體27配置為，在圓周方向上按等角度間隔排列設置，且整體呈大致圓筒狀。另外，在旋轉軸7的圓周方向上相鄰的段體27彼此在旋轉軸7的圓周方向上分離。
[0032]如圖2所示，所述齒輪部3具備被連結固定在磁軛殼體4的開口邊緣部上的齒輪殼體11。齒輪殼體11具有向磁軛殼體4開口的開口部，在該開口部上通過螺栓33固定有配置在換向器25的徑向外側的刷握32。所述刷握32由絕緣性樹脂材料形成，具有圓環形狀。
[0033]另外，如圖2所示，在齒輪殼體11的所述開口部上設置有沿旋轉軸7的軸向延伸的圓筒狀的軸承保持部31a。在該軸承保持部31a內收容有對旋轉軸7的大致中央部進行支承的圓環狀的軸承34。在本實施方式中，使用了滾珠軸承(ball bearing)作為軸承34。這是因為，在使用了燒結金屬軸承(sintered metal bearing)等滑動軸承(plain bearing)作為軸承34的情況下，會出現因無法達到必要的承重而使軸承34破損的問題。該軸承34與所述軸承23—起支承旋轉軸7。另外，在貫穿軸承34向齒輪殼體11內延伸的旋轉軸7的部位上形成有螺旋齒狀的蝸桿8。齒輪殼體11具有蝸桿收容凹部11a、以及與蝸桿收容凹部Ila連通的蝸輪收容凹部lib。在蝸桿收容凹部Ila內收容有蝸桿8，圓板狀的蝸輪12以與蝸桿8嚙合的狀態被收容在蝸輪收容凹部Ilb內。該蝸桿8和蝸輪12構成對旋轉軸7的旋轉進行減速的減速機構53。蝸桿8由金屬形成。蝸輪12由具有線型分子構造的自潤滑性樹脂、例如POM(聚甲醛)或者PA(尼龍)來形成。
[0034]另外，在蝸輪12的徑向中央部上形成有連結孔12a，在該連結孔12a中設置有沿蝸