(57)【要約】【課題】減速比が大きく、入出力効率の高い減速機付きモータ装置を提供する。【解決手段】減速機付きモータ装置１に備えられている歯車装置４００は、ウォームギヤ機構５００と差動歯車機構６００とを備えている。差動歯車機構６００は、ハウジング３００に固定されている第１の太陽歯車６０２と、外周壁に第１の太陽歯車６０２の平歯と噛み合う平歯が設けられ、ウォームホイール５０２に回転自在に軸支されている第１の遊星歯車６０３、６０４と、ウォームホイール５０２を挟み、第１の遊星歯車６０３、６０４に対し反対側に、かつ、第１の遊星歯車６０３、６０４に対し同心状に配置されるとともに、第１の遊星歯車６０３、６０４と連結される第２の遊星歯車６０７、６０８と、外周壁に第２の遊星歯車６０７、６０８の平歯と噛み合う平歯が設けられ、出力部７００が連結されている第２の太陽歯車６０９とを有する。【選択図】図２
2010276030.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ出力軸を有する電動モータと、
出力部を有し、前記電動モータの前記モータ出力軸の回転を減速し、減速された回転を前記出力部から出力する減速機と、を備える減速機付きモータ装置において、
前記減速機は、前記電動モータが取り付けられるハウジングと、前記ハウジング内に収容される歯車装置とを備え、
前記歯車装置は、
前記電動モータのモータ出力軸の回転とともに回転するウォームと、
前記ウォームと噛み合い、ハウジング内に回転自在配置されているウォームホイールと、を有するウォームギヤ機構と、
前記ウォームホイールと同心状に配置され、かつ、前記ハウジングに対し固定されている第１の太陽歯車と、
前記第１の太陽歯車の平歯と噛み合い、前記ウォームホイールに回転自在に軸支されている少なくとも一つ以上の第１の遊星歯車と、
前記ウォームホイールを挟み前記第１の遊星歯車に対し反対側で、前記第１の遊星歯車に対し同心状に配置されるとともに、前記第１の遊星歯車と一体的に連結される第２の遊星歯車と、
前記第１の太陽歯車と同心状に回転自在に配置されて、前記第２の遊星歯車の平歯と噛み合い、前記出力部が一体的に連結されている第２の太陽歯車と、を有する差動歯車機構と、
を備えることを特徴とする減速機付きモータ装置。
【請求項２】
前記第２の遊星歯車は、前記第１の遊星歯車と一体的に回転することを特徴とする請求項１に記載の減速機付きモータ装置。
【請求項３】
前記第１および第２の遊星歯車、ならびに前記第１および第２の太陽歯車は、それぞれ円盤形状に形成され、外周壁に複数の平歯が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の減速機付きモータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、減速機付きモータ装置に関し、特に、減速機に差動歯車機構を備えている減速機付きモータ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車の窓ガラスを開閉するアクチュエータとして、減速機付きモータ装置が使用されている。減速機付きモータ装置は、電動モータと減速機とを備え、減速機は、電動モータのモータ出力軸の回転を減速し、減速された回転が減速機に備えられている出力部から出力される。そして、減速機の出力部と窓ガラスとは、リンクまたはケーブルにより連結されており、減速機の出力部の回転により窓ガラスは開閉する。
【０００３】
窓ガラスは、ゴム部材を介して窓枠に加圧された状態で嵌め込まれているため、ゴム部材と窓ガラスとの間には大きな摩擦力が作用している。また、窓ガラスの自重も大きい。そのため、窓ガラスを開閉するには大きな力が必要であり、減速機の出力部は、大きな回転トルクで回転することが求められる。そこで、自動車の窓ガラスを開閉するアクチュエータとして使用される減速機付きモータ装置は、減速比の大きい減速機が用いられている。
【０００４】
一般に、減速機には減速機構としてウォームギヤ機構が用いられ、ウォームギヤ機構は、外周壁につる巻き形状の歯が設けられているウォームと、ウォームの歯と噛み合う外歯が設けられているウォームホイールとにより構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２５９３１６号公報（コギングトルク）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のウォームギヤ機構を減速比の大きい設定とした場合、ウォームのつる巻き形状のねじ歯と、ウォームホイールのはす歯との間に大きな滑り摩擦力が生じ、この滑り摩擦力により、減速機において大きな機械的損失が生じてしまう。その結果、減速機付きモータ装置の入出力効率を高くすることができない。
【０００７】
そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、減速比が大きく、かつ、機械的損失が少ない減速機を備え、入出力効率の高い減速機付きモータ装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明の減速機付きモータ装置は、モータ出力軸を有する電動モータと、出力部を有し、前記電動モータの前記モータ出力軸の回転を減速し、減速された回転を前記出力部から出力する減速機と、を備える減速機付きモータ装置において、前記減速機は、前記電動モータが取り付けられるハウジングと、前記ハウジング内に収容される歯車装置とを備え、前記歯車装置は、前記電動モータのモータ出力軸の回転とともに回転するウォームと、前記ウォームと噛み合い、ハウジング内に回転自在配置されているウォームホイールと、を有するウォームギヤ機構と、前記ウォームホイールと同心状に配置され、かつ、前記ハウジングに対し固定されている第１の太陽歯車と、前記第１
の太陽歯車の平歯と噛み合い、前記ウォームホイールに回転自在に軸支されている少なくとも一つ以上の第１の遊星歯車と、前記ウォームホイールを挟み前記第１の遊星歯車に対し反対側で、前記第１の遊星歯車に対し同心状に配置されるとともに、前記第１の遊星歯車と一体的に連結される第２の遊星歯車と、前記第１の太陽歯車と同心状に回転自在に配置されて、前記第２の遊星歯車の平歯と噛み合い、前記出力部が一体的に連結されている第２の太陽歯車と、を有する差動歯車機構と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の減速機付きモータ装置に備わる減速機は、ウォームギヤ機構と差動歯車機構を有し、ウォームギヤ機構と差動歯車機構により、電動モータのモータ出力軸の回転を２段階に減速する構成となっている。そのため、ウォームギヤ機構と差動歯車機構により減速比を大きなものとする一方、減速機全体の減速比をウォームギヤ機構と差動歯車機構の両者により減速比を分担することでウォームギヤ機構の減速比を小さくし、ウォームギヤ機構に生じる機械的損失を小さくすることができる。その結果、減速機に生じる機械的損失を少なくし、減速機付きモータ装置の入出力効率を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態における減速機付モータ装置の斜視図である。
【図２】本発明の実施形態における減速機付モータ装置の展開斜視図である。
【図３】本発明の実施形態における歯車装置の斜視図である。
【図４】図３にて断面Ａ−Ａにて示す歯車装置の断面図である。
【図５】本発明の実施形態における歯車装置に減速比を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、この発明の実施形態を図１から図２に基づき説明する。本実施の形態の減速機付きモータ装置１は、自動車の窓ガラスを開閉するアクチュエータとして用いられるものである。減速機付きモータ装置１は、電動モータ１００と減速機２００とを備える。電動モータ１００は、モータ出力軸（図示せず）を有し、モータ出力軸は、電動モータ１００に供給される電力により回転する。
【００１２】
減速機２００は、出力部７００を有し、電動モータ１００のモータ出力軸の回転を減速し、減速された回転を出力部７００から出力する。また、減速機２００は、電動モータ１００が取り付けられるハウジング３００と、ハウジング３００内に収容される歯車装置４００とを備えている。なお、減速機２００の出力部７００と窓ガラスとは、リンクまたはケーブルにより連結されており、減速機２００の出力部７００の回転により窓ガラスは開閉する。
【００１３】
次に、図３および図４に基づき、本実施の形態の歯車装置４００について説明する。歯車装置４００は、ウォームギヤ機構５００および差動歯車機構６００を備えている。
【００１４】
ウォームギヤ機構５００は、ウォーム５０１およびウォームホイール５０２を備えている。そして、ウォーム５０１は、略棒状に形成されるとともに、外周壁につる巻き形状のねじ歯が設けられており、電動モータ１００のモータ出力軸が連結され、モータ出力軸の回転とともに回転する。
【００１５】
ウォームホイール５０２は、円盤形状に形成され、外周壁にウォーム５０１のつる巻き形状の歯と噛み合う複数のはす歯が設けられ、ハウジング３００内に回転自在配置されている。そして、ウォーム５０１のつる巻き形状の歯と、ウォームホイール５０２のはす歯とが噛み合い、モータ出力軸の回転数は、ウォーム５０１とウォームホイール５０２との間で減速され、ウォームホイール５０２は、この減速された回転数で回転する。
【００１６】
本実施の形態の差動歯車機構６００は、第１の太陽歯車６０２、２つの第１の遊星歯車６０３、６０４、連結軸６０５、６０６、第１の遊星歯車６０３、６０４と同数である２つの第２の遊星歯車６０７、６０８、および第２の太陽歯車６０９を備えている。
【００１７】
第１の太陽歯車６０２は、円盤形状に形成され、外周壁に複数の平歯が設けられており、ウォームギヤ機構５００のウォームホイール５０２と同心状の位置にて、ハウジング３００上に一体配置され、ハウジング３００に対し固定されている。
【００１８】
第１の遊星歯車６０３、６０４は、円盤形状に形成され、外周壁に複数の平歯が設けられているとともに、一方の端面の中央には棒形状の連結軸６０５、６０６が一体形成されている。そして、連結軸６０５、６０６がウォームホイール５０２に回転自在に軸支されることにより、第１の遊星歯車６０３、６０４は、ウォームホイール５０２に回転自在に軸支される。そして、第１の遊星歯車６０３、６０４に設けられている平歯は、第１の太陽歯車６０２に設けられている平歯に噛み合わされている。
【００１９】
このように、第１の遊星歯車６０３、６０４は、ウォームホイール５０２に回転自在に軸支されため、第１の遊星歯車６０３、６０４は、上記のウォームホイール５０２の回転数と同じ回転数で第１の太陽歯車６０２の回りを公転運動する。そして、第１の遊星歯車６０３、６０４の平歯は、第１の太陽歯車６０２の平歯に噛み合わされているため、公転運動とともに上記の公転運動と同じ回転方向に自転運動を行う。
【００２０】
第２の遊星歯車６０７、６０８は、円盤形状に形成され、外周壁に複数の平歯が設けられている。そして、ウォームホイール５０２を挟み、第１の遊星歯車６０３、６０４に対し反対側に、かつ、第１の遊星歯車６０３、６０４に対し同心状に配置されるとともに、連結軸６０５、６０６により第１の遊星歯車６０３、６０４に一体的に連結されている。
【００２１】
このように、第２の遊星歯車６０７、６０８は、連結軸６０５、６０６により第１の遊星歯車６０３、６０４に一体的に連結されていることにより、第２の遊星歯車６０７、６０８は第１の遊星歯車６０３、６０４と一体的に回転し、第１の遊星歯車６０３、６０４と同じ回転数で公転および自転運動を行う。
【００２２】
第２の太陽歯車６０９は、円盤形状に形成され、外周壁に複数の平歯が設けられている。そして、ウォームホイール５０２を挟み、第１の太陽歯車６０２に対し反対側に、かつ、第１の太陽歯車６０２に対しと同心状に配置されているとともに、第２の太陽歯車６０９の平歯は、第２の遊星歯車６０７、６０８の平歯と噛み合わされている。
【００２３】
このように、第２の太陽歯車６０９の平歯と、上記のように公転および自転運動する第２の遊星歯車６０７、６０８の平歯とが噛み合わされることにより、第２の太陽歯車６０９は、第２の遊星歯車６０７、６０８の公転および自転運動により回転される。そして、第２の太陽歯車６０９には、減速機２００の出力部７００が一体的に連結されており、主力部７００は、第２の太陽歯車６０９とともに回転する。
【００２４】
次に、図５に基づき、本実施の形態の歯車装置４００の減速比Ｚｒについて、ウォームギヤ機構５００の減速比Ｚｕｒおよび差動歯車機構６００の減速比Zｓｒに分けて説明する。
【００２５】
ウォームギヤ機構５００の減速比Ｚｕｒについて、ウォーム５０１が１回転するときのウォーム５０１のねじ歯の送り歯数を「Ｚｕ１」、ウォームホイール５０２の歯数を「Ｚｕ２」としたとき、減速比Ｚｕｒは、「Ｚｕｒ＝Ｚｕ２／Ｚu１」となる。このとき、モ
ータ出力軸とともに回転するウォーム５０１の回転数を「Nｉｎ」とすると、ウォームホイール５０２の回転数は、「Ｎ１＝Ｎｉｎ／Ｚｕｒ」となる。
【００２６】
差動歯車機構６００の減速比Ｚｓｒについて、第１の太陽歯車６０２の歯数を「Ｚｓ１」、第１の遊星歯車６０３、６０４の歯数を「Ｚｓ２」、第２の遊星歯車６０７、６０８の歯数を「Ｚｓ３」、および第２の太陽歯車６０９の歯数を「Ｚｓ４」としたとき、減速比Ｚｓｒは、「Ｚｓｒ＝（Ｚｓ２×Ｚｓ４）／（Ｚｓ２×Ｚｓ４−Ｚｓ１×Ｚｓ３）」となる。このとき、上記のようにウォームホイール５０２が回転数Ｎ１で回転し、第１の遊星歯車６０３、６０４が回転数Ｎ１で公転運動するとき、出力部７００が一体形成されている第２の太陽歯車６０９の回転数は、「Ｎｏｕｔ＝Ｎ１／Ｚｓｒ」となる。
【００２７】
ウォームギヤ機構５００の減速比Ｚｕｒと差動歯車機構６００の減速比Zｓｒとの積により歯車装置４００の減速比Ｚｒは示され、減速比Ｚｒは、「Ｚｒ＝Ｚｕｒ×Ｚｓｒ」となる。そして、モータ出力軸の回転数Ｎｉｎは、減速比Ｚｒで除する回転数Ｎｏｕｔ（Ｎｏｕｔ＝Ｎｉｎ／Ｚｒ）に減速され、出力部７００は、減速された回転数Ｎｏｕｔで回転する。また、モータ出力部の回転トルクは、減速比Ｚｒに相応する値に増大され、この増大された回転トルクが出力部７００の回転トルクとなる。
【００２８】
次に、本実施の形態の減速機付きモータ装置１の有する効果について説明する。本実施の形態の減速機付きモータ装置１に備わる減速機２００は、ウォームギヤ機構５００と差動歯車機構６００を有し、ウォームギヤ機構５００と差動歯車機構６００により、電動モータ１００のモータ出力軸の回転を２段階に減速する構成となっている。そのため、ウォームギヤ機構５００と差動歯車機構６００の両者により減速機２００全体の減速比を大きなものとすることができる。
【００２９】
そして、ウォームギヤ機構５００と、平歯による力の伝達により機械的損失の少ない差動歯車機構６００と、により減速機２００全体の減速比を２段階に分担することで、ウォームギヤ機構５００の減速比を小さくし、ウォームギヤ機構に生じる機械的損失を小さくすることができる。その結果、減速機２００に生じる機械的損失を少なくすることができ、減速機付きモータ装置１の入出力効率を高くすることができる。
【００３０】
減速機付きモータ装置１により開閉する自動車の窓ガラスに、例えば、車外から不法に進入しようとする者により外力が作用したとき、リンク等により窓ガラスに連結されている減速機付きモータ装置１の出力部７００が、窓ガラスに作用する外力により回されようとする。このような外力が出力部７００に作用すると、外力は、出力部７００が一体形成されている第２の太陽歯車６０９、第２の太陽歯車６０９に噛み合わされている第２の遊星歯車６０７、６０８、連結軸６０５、６０６を介して第１の遊星歯車６０３、６０４へと順に伝達され、第１の遊星歯車６０３、６０４は第１の太陽歯車６０２の周囲を公転運動しようとする。
【００３１】
このように出力部７００に作用する外力が第１の遊星歯車６０３、６０４へと伝達されるとき、ウォームホイール５０２と、連結軸６０５、６０６との間に存在する隙間によるガタにより、連結軸６０５、６０６は傾く。そして、この連結軸６０５、６０６の傾きによりウォームホイール５０２に軸支されている第１の遊星歯車６０３、６０４と、第１の太陽歯車６０２との軸心距離が変化する。この軸心距離の変化により、第１の遊星歯車６０３、６０４と、第１の太陽歯車６０２とは不正噛み合い状態となる。
【００３２】
第１の太陽歯車６０２はハウジング３００に一体固定されており、第１の太陽歯車６０２に対し不正噛み合い状態となる第１の遊星歯車６０３、６０４は、第１の太陽歯車６０２の周囲を公転運動することができない。そのため、第１の遊星歯車６０３、６０４と連
結されている出力部７００は、外力によって回転されず、減速機付きモータ装置１は、ブレーキ手段を内部に別途設けることなく、いわゆる逆転防止機能を有することになる。
【符号の説明】
【００３３】
１  減速機付きモータ装置
１００  電動モータ
２００  減速機
３００  ハウジング
３０１  カバー体
４００  歯車装置
５００  ウォームギヤ機構
５０１  ウォーム
５０２  ウォームホイール
６００  差動歯車機構
６０１  センターポール
６０２  第１の太陽歯車
６０３、６０４  第１の遊星歯車
６０５、６０６  連結軸
６０７、６０８  第２の遊星歯車
６０９  第２の太陽歯車
７００  出力部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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