(57)【要約】【課題】駆動側の第一軸と従動側でウォームが刻設された第二軸とのあいだに動力伝動機構を設けた減速機構付きの電動モータにおいて、外力による負荷で第二軸と第一軸との係合が不安定にならないような構成とする。【解決手段】モータ部Ｍ側の第一軸６と、ウォームホイール１１に噛合するウォームが刻設された第二軸９とのあいだに、第二軸９からの回転は一方のみを動力伝動する動力伝動機構１０を設けるとともに、モータ部ケーシング２に軸承されるモータ軸３の基端側にクッション材１６を設けて、モータ軸３、第一軸６、第二軸９とを軸方向先端側に向けて付勢するように構成する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸の先端部に刻設されたウォームを、ウォームホイールに噛合させてなる減速機構を設けた電動モータにおいて、前記駆動軸を、ウォーム刻設部位の基端側で分割して基端側の第一軸とウォーム側の第二軸とに構成し、これら第一軸と第二軸とのあいだに、第一軸から第二軸への動力伝動は許容するが、第二軸から第一軸への動力伝動は規制する動力伝動機構を設けるにあたり、前記駆動軸の基端側に弾性を有した受け部材を設けて、駆動軸を先端側に向けて付勢する構成とした減速機構付き電動モータ。
【請求項２】
請求項１において、受け部材は、ゴム質弾性材で形成されている減速機構付き電動モータ。
【請求項３】
請求項１または２において、動力伝動機構は、第二軸から第一軸への動力伝動は、正逆何れか一方の回転を規制するように構成されている減速機構付き電動モータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パワーウインドウ等を構成するアクチュエータとして用いられる減速機構付き電動モータの技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、この種のアクチュエータとして用いられる電動モータのなかには、駆動軸と出力軸とのあいだに減速機構を設け、駆動軸の回転数を減速した状態で出力軸から出力するように構成している。このような電動モータをパワーウインドウや医療用ベッドの上下昇降動用のアクチュエータとして用いる場合、外力により対象物が動いてしまうことを防止するため、駆動軸と出力軸とのあいだにクラッチ装置を設けて出力軸側から駆動軸側への動力伝動を規制するようにしている。ところで、駆動軸は、基端側に回転子が外嵌され、先端に減速機構を構成するウォームが刻設されるように構成されており、このような駆動軸をウォーム刻設側部位の基端側で二分割し、基端側の第一軸とウォーム側の第二軸とに構成し、これら第一軸と第二軸とのあいだに、前述したようなクラッチ機構を設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
ところで、減速機構として、駆動軸側のウォームと、ウォームホイールとを噛合させる構成の電動モータでは、前記噛合に基づいて駆動軸に対してスラスト方向（軸方向）の負荷が発生するため、駆動軸の軸端部に前記負荷を受けるためのスラスト受け部材が設けられている。さらに、前記特許文献１のように、分割された駆動軸の連結部（第一軸と第二軸とのあいだ）に、ウォーム刻設側の軸（第二軸）からの動力は規制する動力伝動機構を設けたものでは、外部からの負荷が作用した場合に、該外部負荷は、ウォームホイールを回転させて駆動軸をスラスト方向何れかに変位させようとする力となって作用して、駆動軸にガタつきを生じさせるという不具合がある。このため、前記外部負荷を、駆動軸の先端側に設けた弾性を有したクッション材により基端側に付勢することにより、ガタつきを防止するようにしている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−３３７００９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、前記特許文献１の動力伝動機構は、第一軸側の回転体の凹部に第二軸側の回転体の凸部とを係合させる構成となっているが、前記凹部と凸部との係合は、軸方向に変位することで係脱する構成となっている。このため、前述したように、外力によってウォームホイールが回転して、駆動軸、即ち第二軸が第一軸側に向けて変位する場合では、前記凹部と凸部との係合がより深くなされる方向への変位であり、この場合では、第二軸先端側に設けられたクッション材の弾性変形に基づいてガタつき防止がなされて問題はないが、これとは逆に、第二軸を先端側に向けて変位させる場合では、第二軸が第一軸と離間する方向、即ち、前記凹部と凸部との係合を離間（解除）させる方向への変位であるが故に、クッション材は第二軸により変形して第二軸のガタつきについては防止するものの、第二軸の基端側には第一軸とのあいだに隙間が発生し、この凹部と凸部との隙間については解消されることがなく、凹部と凸部との係合が不安定になってしまい、このような状態で、第一軸側が駆動したような場合では、伝動効率が低下したり、作動音が大きくなってしまうという問題が生じるばかりでなく、動力伝動が損なわれてしまうような惧れもあって問題があり、ここに本発明が解決しようとする課題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の如き実情に鑑み、これらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、駆動軸の先端部に刻設されたウォームを、ウォームホイールに噛合させてなる減速機構を設けた電動モータにおいて、前記駆動軸を、ウォーム刻設部位の基端側で分割して基端側の第一軸とウォーム側の第二軸とに構成し、これら第一軸と第二軸とのあいだに、第一軸から第二軸への動力伝動は許容するが、第二軸から第一軸への動力伝動は規制する動力伝動機構を設けるにあたり、前記駆動軸の基端側に弾性を有した受け部材を設けて、駆動軸を先端側に向けて付勢する構成としたものである。
そして、このようにすることにより、外力によるウォームホイール側からの入力では第一軸に動力伝動しないように構成した場合に、第二軸に生じる軸方向両方向への変位を吸収できる。
このものにおいて、本発明の受け部材は、ゴム質弾性材で形成されているものとすることができる。
さらに、このものにおいて、本発明の動力伝動機構は、第二軸から第一軸への動力伝動は、正逆何れか一方の回転を規制するように構成されているものとすることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の第一の実施の形態を図１〜図５の図面に基づいて説明する。
図面において、１は車両側部のウインドウＧに設けられ、所謂パワーウインドウを構成するアクチュエータであって、該アクチュエータ１は、所定の回転数で回転駆動するモータ部Ｍ、該モータ部Ｍの回転を減速する減速部Ｄ、該減速部Ｄにより減速された状態で回転するリール部Ｒを備えて構成されている。そして、アクチュエータ１のリール部Ｒには車両のウインドウＧに配されたウインドウ開閉機構Ｃに連結されるワイヤＷが巻装されており、モータ部Ｍの正逆何れかの回転駆動に伴い、リール部Ｒが正逆何れかに回転し、これによって、一方のワイヤＷは巻取られ、他方のワイヤＷは巻出されることにより、ウインドウ開閉機構Ｃの作動がなされてウインドウＧを開閉するように設定されている。
【０００７】
前記アクチュエータ１を構成するモータ部Ｍは、有底筒状のモータ部ケーシング２を備えて構成されており、モータ部ケーシング２の筒底面には基端側に突出する小径筒状の軸受筒部２ａが形成され、該軸受筒部２ａに、モータ軸（駆動軸）３の基端部が軸受３ａを介して回転自在に軸承されている。前記モータ軸３は、基端部側に複数枚のコア材４ａを積層し、外周にコイル４ｂが巻装された回転子４が一体的に外嵌しており、該回転子４の外周面は、モータ部ケーシング２の内周面に固着された永久磁石２ｂに近接対向するように設定されている。さらに、モータ軸３の先端部側には、前記コイル４ｂの端部が電気的に接続されるコンミテータ５が一体的に外嵌されている。そして、前記モータ軸３の先端部には、本発明の第一軸６が回り止め状に連結されるが、該第一軸６はコンミテータ５外嵌部位でモータ軸３と連結され、コンミテータ５の先端面から先端側に向けて突出状に延出するように配されている。尚、モータ部ケーシング２には、モータ軸３のコンミテータ５外嵌部位よりも基端側部位が内嵌されており、モータ部ケーシング２の筒端部２ｃは、減速部Ｄを構成する減速部ケーシング７により覆蓋されるように構成されている。そして、モータ部ケーシング２と減速部ケーシング７との連結部近傍にはブラシステー８が設けられており、該ブラシステー８に支持されるブラシ８ａの先端部がコンミテータ５の外周面に弾圧状に摺接するように設定されている。
【０００８】
前記減速部ケーシング７には、前記モータ部ケーシング２の先端側方向に伸長する状態で軸内装部７ａが形成されており、該軸内装部７ａに、第一軸６先端部と、該第一軸６の先端部に連結される第二軸９とが回転自在に内装されている。ここで、前記第二軸９は、第一軸６と同様の外径を有したものに形成されているとともに、先端部には、減速機構を構成するためのウォーム９ａが刻設されたものになっており、この第二軸９の先端は、軸内装部７ａにラジアル軸受７ｂを介して回転自在に軸承されている。このように、モータ部Ｍのモータ軸３は、モータ軸３に対し同軸となる関係で連動連結される第一軸６と第二軸９とを備えた分割型に構成されており、これら第一軸６と第二軸９とのあいだに動力伝動機構１０が設けられている。
【０００９】
さらに、前記減速部ケーシング軸内装部７ａの一側部には、ウォームホイール１１を回転自在に内装するホイール内装部７ｃが一体に形成されており、該内装されたウォームホイール１１に、第二軸９の先端部に刻設されたウォーム９ａが噛合することにより減速機構が構成されている。さらに、ホイール内装部７ｃにはリール部Ｒが一体的に設けられるが、該リール部Ｒには、ウォームホイール１１の支軸１１ａの回転に基づいて回転する巻取り具（図示せず）が備えられている。そして、モータ部Ｍの駆動に伴い第二軸９が正逆何れかに回転することに伴い、前記巻取り具が対応する回転を行い、これに基づいてワイヤＷの巻取り、または巻出しがなされて、ウインドウＧの開閉作動がなされるように構成されている。
【００１０】
ところで、前記動力伝動機構１０は、減速部ケーシング７の軸内装部７ａに固定状に支持されるケース体１２を備えて構成されるが、該ケース体１２は、第一軸６と第二軸９との連結部に、これら第一、第二軸６、９の回転を許容する状態で外嵌するように設定されている。尚、ケース体１２から延出する第一、第二軸６、９とは、それぞれ軸受７ｄ、７ｅを介して減速部ケーシング軸内装部７ａに軸承されており、これによって、動力伝動機構１０部位における第一、第二軸６、９同志の芯ズレ防止が効果的になされるように設定されている。
前記ケース体１２に内装される第二軸９の基端部には、外周面から内径側に向けて凹設される凹部９ｂが周回り方向に二つ設けられており、ケース体１２の内周面とのあいだに空隙部を形成している。一方、ケース体１２に内装される第一軸６の先端部には、外径部から第二軸９側に突出する凸部６ａが周回り方向に二つ形成され、これら突部６ａは、前記凹部９ｂにより形成された各空隙部にそれぞれ周方向に移動自在に遊嵌するように設定されている。
さらに、前記各空隙部には、各凹部９ｂの周回り方向一方の溝側面９ｃと、各凸部６ａの周回り方向他方の側面６ｂとのあいだに位置して、スチール製のボール（球体）で構成された転動部材１３が遊嵌され、該転動部材１３は、ケース体１２の内周面１２ａと、凹部９ｂの径方向溝底面、凹部９ｂの軸方向溝底面９ｄと、第一軸６の先端面６ｃとに対して点接触状に当接して支持されるように設定されている。
【００１１】
そして、各凹部９ｂの径方向の溝底面のうち、前記一方の溝側面９ｃ側に位置し転動部材１３が転動する範囲は平面状に形成されており、転動部材１３の転動を許容する許容部９ｅと、転動部材１３をケース体内周面１２ａとのあいだに挟み込むこんで転動部材１３の転動を規制するべく、径方向の溝深さが浅くなる規制部９ｆとに構成されている。
これによって、転動部材１３が許容部９ｅに位置する状態においては、第一軸６と第二軸９とが転動部材１３とともにケース体１２内を回転することが可能となって動力続状態となるが、転動部材１３が規制部９ｆに位置する状態においては、第一軸６と第二軸９とが転動部材１３の移動規制に伴いケース体１２内を回転することが規制され、所謂動力断状態（ロック状態）となるように設定されている。
【００１２】
つぎに、本実施の形態の動力伝動機構１０の動力伝動状態について図４、５を用いて説明する。ここで、アクチュエータ１は、図４、５において、第一、第二軸６、９（モータ軸３）が反時計回り方向に回転することに基づいてウインドウＧを開放作動し、時計回り方向へ回転することに基づいてウインドウＧを閉鎖作動するように連動連結されている。
まず、モータ部Ｍが駆動して第一軸凸部６ａが反時計回り方向に回転した場合、凸部６ａは一方の側面６ｂが転動部材１３に当接し、転動部材１３を凹部９ｂの一方の溝側面９ｃ側、即ち、許容部９ｅに位置させる（図４（Ａ）参照）。この状態となると、凸部６ａは、転動を許容された転動部材１３を介して第二軸凹部９ｂの一方の溝側面９ｃを押しやる状態となって、第二軸９を反時計回り方向に回転させるように構成され、これによって、ウインドウＧが開放作動するように設定されている。
【００１３】
前記状態からモータ部Ｍの駆動に基づいて第一軸６を時計回り方向に回転した場合では、凸部６ａは、前記図４（Ａ）に示す状態から時計回り方向に回転し、凸部６ａの他方の側面６ｄが凹部９ｂの他方の溝側面９ｇに当接し（図５（Ａ）参照）、この状態において、転動部材１３は、凹部９ｂの一方の溝側面９ｃに沿う状態、凹部９ｂの許容部９ｅに位置する状態を維持している。これによって、凸部６ａは、第二軸凹部９ｂの他方の溝側面９ｇを押しやる状態となって、第二軸９を時計回り方向に回転させるように構成され、これによって、ウインドウＧが閉鎖作動するようになっている。
このように、動力伝動機構１０は、第一軸６の回転（駆動力）については動力続状態となっており、正逆何れの回転方向についても第二軸９に動力伝動するように設定されている。
【００１４】
これに対し、外部からの力によりウインドウＧを押し上げようとしたり、押し下げようとするしたりする負荷が作用した場合について説明する。
まず、外部からの力によりウインドウＧを押し上げようとするような負荷が作用した場合、第二軸９は、図４（Ａ）に示す第二軸９内に記された矢印のように、時計回り方向に回転しようとするが、この場合、転動部材１３は、凹部９ｂの一方の溝側面９ｃ側、即ち、凹部９ｂの許容部９ｅに位置する状態となっているので、転動を許容された転動部材１３を介して第一軸６を強制的に時計回り方向に回転させるように設定されており、ウインドウＧ側に閉鎖方向の外力が作用した場合では、ウインドウＧの押し上げが許容されるように設定されている。
【００１５】
一方、外部からの力によりウインドウＧを押し下げるような外力がウインドウＧに作用した場合では、図５（Ｂ）に示すように、第二軸９が反時計回り方向に回転しようとして、凹部９ｂの他方の溝側面９ｇが凸部６ａの他方の側面６ｄを押しやる状態となる。このように、凹部９ｂが反時計回り方向に回転すると、転動部材１３は、凹部９ｂの浅溝を構成する規制部９ｆに位置することになり、転動部材１３はケース体内周面１２ａとのあいだに挟み込まれてくさび作用で転動が規制され、これによって、第二軸９がそれ以上反時計回り方向に回転するのが規制されてロック状態（動力断状態）となるように構成されており、このようにして、ウインドウＧを無理矢理開放させることができないように設定されている。
このとき、第二軸９は、転動部材１３が許容部９ｅから規制部９ｆに変位するまでのあいだ回転変位することになるが、該回転変位量は僅かであり、ウインドウＧの開放量として問題になることはない。
【００１６】
このように、アクチュエータ１に対してウインドウＧを無理矢理抉じ開けようとするような外力が作用した場合、該外力は、ウォームホイール１１を介して第二軸９に伝動されて第二軸９を反時計回り方向に回転させようとするが、該方向への回転が、前述したように動力伝動機構１０に基づいて規制されている場合では、第二軸９を回転させようとする力が第二軸９を軸方向に変位させる力に変換されることになる。そして、本実施の形態では、動力伝動機構１０により反時計回り方向についての回転だけを規制しており、第二軸９は軸方向先端側、即ち、第一軸６から離間し、動力伝動機構１０を構成する凹部９ｂから凸部６ａが抜出す方向に変位する。
【００１７】
ところで、前記第二軸９は減速部ケーシング７の軸内装部７ａに軸承されているが、第二軸９の先端面は、軸内装部７ａの先端面７ｄに宛がわれる状態で内装された先端側スラストプレート１４に回転自在な状態で当接するように設定されている。一方、モータ軸３の基端部は、軸受３ａを介してモータ部ケーシング２の軸受筒部２ａに軸承されているが、モータ軸３の基端面は、軸受筒部２ａに内装される基端側スラストプレート１５に回転自在な状態で当接するように設定されている。さらに、モータ軸３の基端部側には、軸受筒部２ａの筒底面２ｄとスラストプレート１５とのあいだに弾圧挟持状に内装されたクッション材（本発明の受け部材に相当する）１６が介装されており、モータ軸３の基端部を先端側に向けて弾圧する（付勢する）ように設定されている。
これによって、駆動軸となるモータ軸３と第一軸６と第二軸９のうち、離接自在な第一軸６と第二軸９とのあいだに生じるスラスト方向のガタつき、モータ軸３基端部とモータ部ケーシング軸受筒部２ａとのあいだに生じるスラスト方向のガタつき、さらには、第二軸７と減速部ケーシング軸内装部７ａとのあいだに生じるスラスト方向のガタつきを、クッション材１６の弾性変形に基づいて吸収するように設定されている。
【００１８】
そうして、モータ部の駆動に伴い、駆動軸であるモータ軸３、第一軸６、第二軸９とにスラスト方向の負荷（スラスト力）が発生するが、該駆動時に伴うスラスト力は、軸方向基端側のものについてはクッション材１６が圧縮するように変形することにより吸収し、軸方向先端側についてはクッション材１６の復帰力により吸収するように設定されている。
さらに、この場合に、ウインドウＧを抉じ開けようとするような外力が働いて第二軸９が軸方向先端側に向けて変位しようとしても、スラストプレート１４により移動が規制され、また、弾圧状に装填されたクッション材１６の復帰力、即ち膨出するように変形する力（クッション材１６の弾圧力）により、モータ軸３を介して第一軸６が第二軸９側に押しやられ、該第一軸６の第二軸９側への押圧力によって、第一軸６と第二軸９との係合部に軸方向の隙間が形成されないように設定されている。
因みに、本実施の形態のクッション材１６はゴム質弾性材で形成されているが、弾性を有した材料であればどのようなものであってもよく、例えば弾機等を用いることも可能である。
【００１９】
叙述の如く構成された本発明の実施の形態において、アクチュエータ１には、第二軸９の先端に設けたウォーム９ａとウォームホイール１１とが噛合する減速機構が設けられ、駆動軸となるモータ軸３と第一軸６と第二軸９とには、スラスト方向の負荷が作用しているが、さらに前記駆動軸は、モータ部Ｍ（駆動）側の第一軸６と、ウォーム９ａが刻設される従動側の第二軸９とに二分割され、これら第一軸６と第二軸９との連結部に動力伝動機構１０が設けられ、第二軸９側からの入力については一方の回転の動力伝動は規制するように構成されている。このため、外力に伴う第二軸９側からの入力があると、第二軸９が軸方向先端側に変位するが、この場合に、モータ軸３の基端側を支持するモータ部ケーシング軸受筒部２ａには、クッション材１６が弾圧状に装填され、駆動軸であるモータ軸３、第一軸６、第二軸９とが軸方向先端側に付勢されている。この結果、第二軸９が変位しようとしても、該変位に伴い第一軸６がモータ軸３を介して第二軸９側に押しやられることになり、第二軸９のガタつきを防止できるとともに、第一軸６と第二軸９とのあいだに隙間を形成してしまうようなことがない。従って、第一軸６と第二軸９との連結部である凸部６ａと凹部９ｂとが軸方向に離間して係合が不安定になってしまうことがなく、もって、安定した動力伝動を行うことができるうえ、伝動効率を向上させ、作動音を低減できる。
しかも、モータ部Ｍの駆動時において、駆動軸となるモータ軸３、第一軸６、第二軸９に発生するスラスト方向の負荷についてもクッション材が緩衝材として前記負荷を吸収することができる。
さらに、このものでは、外力に伴うウォームホイール１１側からの入力により第二軸９が軸方向基端側であって、第一軸６を押しやる方向に向く変位をするような場合であっても、モータ軸３がクッション材１６を圧縮することにより第一軸６を介して第二軸９の変位を吸収することができる。
【００２０】
このように、本発明が実施された形態のものでは、クッション材１６を駆動軸の基端側に設けて駆動軸を先端側に付勢する構成とすることにより、モータ軸３と第一軸６と第二軸９とのあいだの連結におけるガタつき、さらには、モータ軸３とモータ部ケーシング軸受筒部２ａとのあいだのガタつき、第二軸７と減速部ケーシング軸内装部７ａとのあいだのガタつきについて防止することができ、例えばウィンドウＧに負荷が作用した状態でウインドウＧを開閉するような場合であっても、低騒音かつ伝動効率を損なうことなく安定した駆動に基づいてウインドウＧの開閉を行うことができる。
【００２１】
尚、本発明は前記実施の形態に限定されないことは勿論であって、アクチュエータに設けられる動力伝動機構は、ウォームホイール側からの入力は正逆何れの回転についても動力断状態とするものを採用することもできる。因みに、この場合では、第二軸は、軸方向基端、先端の両方向に変位するようなスラスト力が生じることになるが、前述したように、受け部材は、駆動軸の基端側に設けられることにより、軸方向何れの方向のスラスト力についても吸収することができるので、このような動力伝動機構についても、そのまま本発明を採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】パワーウインドウの構成の概略を説明する側面図である。
【図２】アクチュエータの一部断面側面図である。
【図３】アクチュエータの要部を示す側面図である。
【図４】図４（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ動力伝動機構の正面図、図４（Ａ）のＸ−Ｘ断面図である。
【図５】図５（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ動力伝動機構の動きを説明する正面図、正面図である。
【符号の説明】
１    アクチュエータ
２    モータ部ケーシング
３    モータ軸
６    第一軸
６ａ    突部
７    減速部ケーシング
９    第二軸
９ａ    ウォーム
９ｂ    凹部
１２    ケース体
１２ａ    内周面
１３    転動部材
１６    クッション材
Ｍ    モータ部
Ｄ    減速部
【図１】
2004162842.tif 000003
【図２】
2004162842.tif 000004
【図３】
2004162842.tif 000005
【図４】
2004162842.tif 000006
【図５】
2004162842.tif 000007