(57)【要約】【課題】  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付き電動モータにおいて、ウォームホイール側からの動力伝動については規制できるように構成する。【解決手段】  モータ軸３の一端部３ｂに刻設されたウォーム３ｃをウォームホイール９に噛合させるにあたり、モータ軸３のウォーム３ｃよりも先端側の先端部３ｅに、モータ軸３に対しウインドウＧを閉鎖する方向の相対回転は許容するが開放する方向の回転はモータ軸３と一体回転する一方向回転クラッチ１０と、モータ軸３の先端側へのスラスト変位で一方向回転クラッチ１０のクラッチハウジング１１に押し付けられて一方向回転クラッチ１０の回転規制をする摩擦プレート１４とを設ける構成とする。【選択図】        図３
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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減速機構付き電動モータにおいて、前記駆動軸の先端には、駆動軸に対し一方向の相対回転は許容するが他方向の回転では駆動軸と一体回転するよう構成された一方向回転規制手段と、ウォームホイールとの噛合により先端側にスラスト変位した一方向回転規制手段の回転規制をする規制手段とが設けられている減速機構付き電動モータ。
【請求項２】
請求項１において、駆動軸の基端側には、駆動軸の基端側へのスラスト変位を受けて弾性変形する変形部材が設けられている減速機構付き電動モータ。
【請求項３】
請求項１において、駆動軸の基端には、駆動軸の他方向の回転は許容するが一方向の回転では駆動軸と一体回転するよう構成された第二の一方向回転規制手段と、ウォームホイールとの噛合により基端側にスラスト変位した第二の一方向回転規制手段の回転を規制する第二の規制手段とが設けられている減速機構付き電動モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パワーウインドウ等の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。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車のパワーウインド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の電動モータでは、ウインドが外力で開けられてしまうのを防止することが要求され、このための手法としてウォームとウォームホイールの減速比に基づいて生じるトルクや、ウォームとウォームホイールとが噛合することに伴う駆動軸のスラスト方向の変位に基づいて生じる摩擦力等を用いた技術が提唱されている。
ところで、パワーウインドウを構成する減速機付きの電動モータにおいて、出力トルクの軽減や効率の向上を図るためには空転トルクの減少化や軸受損失の低減が必要であり、電動モータの逆転防止を図る前記技術はこれを損なうことになる。このため、ウォームホイール側の軸にウインドウの開放側の回転を防止するストッパを設けたり、モータ軸のスラスト受けとして摩擦係数の大きい樹脂材を用いたりする手法が提唱されるが、前者の場合では減速後の回転を防止する装置となるので装置が大型化するという不具合があり、後者の場合では正常の作動時（電動モータ側からの出力でウインドウを開閉する作動）にも摩擦力が作用してしまい効率低下を抑制できないという問題がある。
【０００３】
この改善策として、モータ軸のウォーム刻設位置よりも先端側の先端部位に、一方向回転クラッチを設け、該一方向回転クラッチにより一方向の回転が規制されたロータに、電動モータのモータ軸先端部を離接自在になるように配設し、モータ軸がロータ側にスラスト変位したときはロータとともに一方向の回転が規制され、モータ軸が基端側にスラスト変位したときでは一方向回転クラッチの作用を受けず、また、モータ軸がロータ側に変位した状態で他方向に回転する場合ではロータと一体になされるように構成し、これによって、電動モータの正常作動時において、出力トルクの軽減や効率向上を損なわないようにしたものが提唱されている。
【特許文献１】特許第３３８５２３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前記従来のものは、モータ軸のスラスト変位に基づいて、一方向回転クラッチのロータの基端部とモータ軸の先端部とが離接自在となる構成であるが、前記離接部は、ロータ基端面に形成された円錐状の嵌合溝にモータ軸先端面に設けられた円錐状の嵌合部材とで構成され、嵌合溝と嵌合部材とのあいだの摩擦力によりモータ軸と一方向回転クラッチとの動力伝動がなされる構成となっている。このため、この構造では、モータ軸先端面に嵌合部材が形成された専用のモータ軸を必要とするばかりでなく、離接部（摩擦部）における一体化が不充分であると、モータ軸と一方向回転クラッチとのあいだの動力伝動が断たれ、ウインドウに開放方向の力が作用したとき開放されてしまうが、一体化を充分になされるようにするためには、嵌合状態が確りと確保され、かつ、摩擦力が大きく得られるような構成にしなければならず、このようにするには、ロータとモータ軸とを大径化することが考えられるが、このようにするとコンパクト化を損なうという問題があり、ここに本発明の解決すべき課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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、請求項１の発明は、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減速機構付き電動モータにおいて、前記駆動軸の先端には、駆動軸に対し一方向の相対回転は許容するが他方向の回転では駆動軸と一体回転するよう構成された一方向回転規制手段と、ウォームホイールとの噛合により先端側にスラスト変位した一方向回転規制手段の回転規制をする規制手段とが設けられているものである。
このようにすることにより、ウォームホイール側から駆動軸を他方向に回転させることを規制するための構成が、大径化することなくコンパクトでありながら作動が確実で、しかも、駆動軸を従来と同様の構成にできて部品の共通化を図ることができる。
請求項２の発明は、請求項１において、駆動軸の基端側には、駆動軸の基端側へのスラスト変位を受けて弾性変形する変形部材が設けられているものであり、このようにすることにより、駆動軸のガタつきをなくしながら、動力伝動効率を低減させることがない。
請求項３の発明は、請求項１において、駆動軸の基端には、駆動軸の他方向の回転は許容するが一方向の回転では駆動軸と一体回転するよう構成された第二の一方向回転規制手段と、ウォームホイールとの噛合により基端側にスラスト変位した第二の一方向回転規制手段の回転を規制する第二の規制手段とが設けられているものであり、このようにすることにより、ウォームホイール側からの外力では駆動軸を何れの方向へも回転させることができないように構成できる。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１の発明とすることにより、コンパクトでありながら動力伝動が確実な減速機付き電動モータとすることができ、しかも、駆動軸を従来と同様の構成とすることができて部品の共通化が図れる。
請求項２の発明とすることにより、ガタつきのない、動力伝動効率のよいを減速機付き電動モータとすることができる。
請求項３の発明とすることにより、ウォームホイール側からは両回転方向ともに駆動軸を回転できないようにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
次ぎに、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図中、１は
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。
【０００８】
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（本発明の駆動軸）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の基端部側には、複数枚の薄板状のコア材４ａを積層し、外周にコイル４ｂを巻装することで構成された回転子４が一体的に外嵌しており、該回転子４の外周面が、モータ部ケーシング２の内周面に固着された一対の永久磁石２ｂに近接対向するように構成されている。
さらに、モータ軸３には、回転子４の先端部側に位置して前記コイル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おり、モータ軸３のコンミテータ５の先端面から先端側に向けて延出する一端部３ｂが、モータ部ケーシング２の筒端部２ｃから突出するように配されている。一方、モータ部ケーシング２の筒端部２ｃには、減速部Ｄを構成する減速部ケーシング７が連結されて筒開口が覆蓋されるように構成されており、前記先端側に突出するモータ軸一端部３ｂは、減速部ケーシング７の軸内装部７ａに軸受７ｂを介して収容されている。
尚、８は、モータ部ケーシング２と減速部ケーシング７との連結部近傍に設けられたブラシステー８であって、該ブラシステー８に支持されるブラシ８ａの先端部は、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。
【０００９】
前記減速部ケーシング７の軸内装部７ａにおける一側部には、ホイール内装部７ｃが一体に形成されており、ここに、ウォームホイール９が回転自在に収容されており、該ウォームホイール９外周に、軸内装部７ａに収容されるモータ軸一端部３ｂに刻設されたウォーム３ｃが噛合するように設定され、これによって、モータ部Ｍからの出力が減速された状態でウォームホイール９の支軸９ａから出力されるように設定されており、このようにして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、ウォームホイール支軸９ａ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の駆動に伴いモータ軸３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の開閉作動を行うように構成されている。
【００１０】
さて、前記モータ軸３の基端部は、前述したように、軸受筒部２ａに軸受３ａを介して軸承されているが、軸受筒部２ａの筒底面２ｄには、軸受プレート２ｅが配される一方、モータ軸３の基端面にはスチールボール３ｄが転動自在に配されており、モータ軸３の軸受損失を減少するための配慮がなされている。
【００１１】
一方、モータ軸一端部３ｂのウォーム３ｃが刻設された部位よりもさらに先端側部位である先端部３ｅは、前述したように、軸受７ｂを介して軸内装部７ａに軸承されており、該軸内装部７ａの先端面には軸受プレート７ｄが配されている。そして、前記軸受プレート７ｄと、モータ軸ウォーム３ｃ刻設部位よりも先端側であるモータ軸先端部３ｅとのあいだに、本発明が実施された一方向回転規制手段を構成する一方向回転クラッチ１０が設けられている。つまり、前記一方向回転クラッチ１０は、図３、４に示すように、モータ軸先端部３ｅが嵌入する有底筒状のクラッチハウジング１１を備えて構成されており、該クラッチハウジング１１の筒内周面には、溝深さが変化するよう溝底面が傾斜するクラッチ溝１１ａが周回り方向四箇所に形成されている。前記各クラッチ溝１１ａには、溝底面とモータ軸先端部３ｅの外周面とのあいだに挟まれる状態でクラッチローラ１２が転動自在に内装されているが、該クラッチローラ１２は、コイル弾機１３によりクラッチ溝１１ａの溝深側に位置するように付勢されている。そして、一方向回転クラッチ１０は、モータ軸３が一方向（矢印Ｘ方向）に回転した場合では、クラッチローラ１２はコイル弾機１３の付勢力を受ける状態で溝深側に押しやられるように転動し、これによって、モータ軸３の回転を許容する（相対回転自在になる）ように設定されている（クラッチＯＦＦ状態）。一方、モータ軸３が他方向（矢印Ｙ方向）に回転した場合では、コイル弾機１３の付勢力に抗してクラッチローラ１２が溝浅側に押しやられるように転動し、これによって、モータ軸３のそれ以上の相対回転を規制するように設定され、一方向回転クラッチ１０のクラッチハウジング１１とモータ軸３とが一体化して回転するように構成されている（クラッチＯＮ状態）。
【００１２】
さらに、クラッチハウジング１１の筒底部１１ｂと減速部ケーシング７内の軸受プレート７ｄとのあいだには、本発明の規制手段に相当する摩擦プレート１４が設けられており、後述するように、モータ軸３とウォームホイール９とが噛合してモータ軸３が先端側にスラスト変位することに伴い、クラッチハウジング筒底部１１ｂが摩擦プレート１４に押し付けられた場合に、摩擦プレート１４が筒底部１１ｂに対して摩擦力（フリクション）を付与してクラッチハウジング１１（位置方向回転クラッチ１０）の回転規制をするように設定されている。
このものにおいて、モータ軸３が先端部側にスラスト変位してクラッチハウジング１１が摩擦プレート１４に押し付けられている状態において、モータ軸３が矢印Ｘ方向に回転した場合、一方向回転クラッチ１０のクラッチハウジング１１は、摩擦プレート１４により回転規制を受けてクラッチハウジング１１が回転することはないが、一方向回転クラッチ１０はクラッチＯＦＦ状態となっているため、モータ軸３はクラッチハウジング１１に対して相対回転するように設定されている。
これに対し、モータ軸３が矢印Ｙ方向に回転した場合、一方向回転クラッチ１０はクラッチＯＮ状態となっていて、クラッチハウジング１１とモータ軸３とが一体回転する状態となっているため、クラッチハウジング１１が摩擦プレート１４により回転規制を受けることにより、モータ軸３も回転規制を受けてモータ軸３の回転がなされないように設定されている。
【００１３】
つぎに、本実施の形態の動力伝動機構１０の動力伝動状態（ウインドウＧの開閉作動）について図３を用いて説明する。ここで、アクチュエータ１は、図３において、モータ軸３（駆動軸）が矢印Ｘ方向に回転することに基づいてウインドウＧを閉鎖作動（ウインドウＧをアップ）し、矢印Ｙ方向へ回転することに基づいてウインドウＧを開放作動（ウインドウＧをダウン）するように連動連結されている。
まず、モータ部Ｍを駆動してモータ軸３が矢印Ｘ方向に回転してウインドウＧを閉鎖作動する場合、モータ軸３と噛合するウォームホイール９は時計回り方向に回転することになり、これに基づいてモータ軸３は、矢印Ａ方向（先端側）にスラスト変位する。このとき、モータ軸３先端の一方向回転クラッチ１０は、クラッチハウジング１１が摩擦プレート１４に押し付けられて回転規制を受けるが、一方向回転クラッチ１０はクラッチＯＦＦ状態になっているためモータ軸３の矢印Ｘ方向への回転が許容され、これによって、モータ軸３は一方向回転クラッチ１０に対して相対回転（矢印Ｘ方向への回転）がなされて、ウインドウＧの閉鎖作動が行われるように設定されている。
【００１４】
一方、モータ部Ｍを駆動してモータ軸３が矢印Ｙ方向に回転してウインドウＧを開放作動する場合、モータ軸３と噛合するウォームホイール９は反時計回り方向に回転することになり、これに基づいてモータ軸３は、矢印Ｂ方向（基端側）にスラスト変位する。このとき、モータ軸３先端の一方向回転クラッチ１０は、クラッチＯＮ状態であるが、クラッチハウジング１１と摩擦プレート１４とは離れることになり、このため、摩擦プレート１４のフリクションによる一方向回転クラッチ１０の回転規制はなされることがなく、これによって、モータ軸３は一方向回転クラッチ１０とともに矢印Ｙ方向への一体回転が許容され、ウインドウＧの開放作動が行われるように設定されている。
【００１５】
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（閉鎖しよう）とするような負荷が作用した場合、ウォームホイール９は時計回り方向に回転することにより、互いの噛合を介してモータ軸３を矢印Ｘ方向に回転させようとする力が作用するとともに、モータ軸３を矢印Ｂ方向（基端側）にスラスト変位させる力が作用する。この場合、モータ軸３の回転方向に対して一方向回転クラッチ１０はクラッチＯＦＦ状態となっていてモータ軸３がクラッチハウジング１１に対して相対回転自在であるとともに、一方向回転クラッチ１０が摩擦プレート１４によるフリクションを受けることもない。このため、モータ軸３は、矢印Ｘ方向への回転が自由になされて、ウインドウＧは外力に基づいて閉鎖作動が可能となっている。
【００１６】
一方、外部からの力によりウインドウＧを押し下げようとするような（開放する）負荷が作用した場合、ウォームホイール９は反時計回り方向に回転することにより、互いの噛合を介してモータ軸３を矢印Ｙ方向に回転させようとする力が作用するとともに、モータ軸３を矢印Ａ方向（先端側）にスラスト変位させる力が作用する。この場合、モータ軸３の回転方向に対して一方向回転クラッチ１０はクラッチＯＮ状態となっていてモータ軸３がクラッチハウジング１１に一体化されているとともに、該クラッチハウジング１１が摩擦プレート１４によるフリクションを受けて回転規制されている。このため、モータ軸３は矢印Ｙ方向への回転が規制され、ウインドウＧが外力では開放作動されないように構成されている。
【００１７】
叙述の如く構成された本形態において、モータ部Ｍ１の駆動に基づいてウインドウＧの開閉作動を行うにあたり、外力に基づくウインドウＧの開放は、ウォームホイール９とモータ軸３との噛合に基づいてモータ軸３が先端側にスラスト変位して、モータ軸３の先端に設けた一方向回転クラッチ１０による回転規制を受けることに基づいて禁止されるように構成されている。そしてこのものにおいて、モータ軸３は、一方向回転クラッチ１０により直接的に回転規制されるのではなく、モータ軸３に設けた一方向回転クラッチ１０のクラッチハウジング１１が摩擦プレート１４に押し付けられることにより生じるフリクションに基づいて回転規制されるように構成されている。この結果、軸体のスラスト変位に基づいて、一方向回転クラッチ側のロータと軸体との離接が切り換えられ、これに基づいて、軸体の回転規制を行う従来のもののように、モータ軸３を特別な仕様にする必要がなく、従来構造のモータ軸をそのまま採用することができて部材の共用化を図ることができる。そのうえ、モータ軸３を二つに分割するような面倒がなくこれらの一体化が不安定になることに基づく動力伝動の不確実性を回避することができるばかりでなく、動力伝動の確実性を高めるべくモータ軸３の径を大径にする必要もなくなって、コンパクト化を損なうことがない。
さらにこのものでは、モータ軸３の回転規制を、一方向回転クラッチ１０のクラッチハウジング１１と摩擦プレート１４とのあいだで行う構成であるので、安定した動力伝動をなし得て、伝動効率を向上させ、作動音を低減できるうえ、アクチュエータ１の使用状況に応じてフリクションの大きさの調整をすることも可能となる。
【００１８】
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、図５に示す第二の実施の形態のようにすることも可能である。
このものは、一方向回転クラッチ１５のクラッチハウジング１５ａの筒深さを大きく確保し、該クラッチハウジング１５ａの外周を、軸受１５ｂを介して減速部ケーシング７の軸内装部７ａに軸承させる構成となっている。これによって、モータ軸３の先端よりも基端側部位を軸受７ｂを介して軸内装部７ａに軸承する第一の実施の形態に比してモータ軸３の全長を短いものにすることができ、アクチュエータ１の配設スペースを軸方向に長く取れないような場合に有効である。
【００１９】
また、図６に示す第三の実施の形態のように構成することもできる。
このものは、前記第一の実施の形態と同様に構成されているとともに、モータ軸３の基端面に設けられたスチールボール３ｄに当接する軸受プレート２ｅと、モータ部ケーシング軸受筒部２ａの筒底面２ｄとのあいだに、例えばゴム等により構成された弾性変形可能な緩衝体１６が設けられたものとなっている。そして、このように構成されたものでは、モータ部Ｍの駆動に基づいてモータ軸３が矢印Ｙ方向に回転し、モータ軸３が基端側にスラスト変位した場合に、緩衝体１６が弾性変形することにより前記スラスト変位を受けるように設定されている。これによって、前記スラスト変位をした場合に、クラッチハウジング１１への摩擦プレート１４のフリクションが低減されて、仕事効率を向上させることができる。さらには、前記第一の実施の形態のものでは、駆動軸（モータ軸３）のスラスト移動が許容されるために予め僅かな隙間を形成する必要があり、スラスト方向のガタがどうしても発生することになるが、緩衝体１６を介装することにより、スラスト変位がない状態ではガタつきをなくし、スラスト変位した場合では、該スラスト変位を弾性変形により受けることができて、スラスト方向のガタをなくしながらスラスト方向の移動を確保できる優れたアクチュエータ１とすることができる。
【００２０】
さらには、このような一方向回転規制手段と、一方向回転規制手段の回転規制をする規制手段とを、前記各実施の形態のように軸体の先端に設けるだけでなく、先端と基端との両者に設ける構成とすることもできる。この場合、基端側に設けられる第二の一方向回転規制手段は、先端側の一方向回転規制手段（第一の一方向回転規制手段）とは逆の構成、即ち、他方向の回転は規制するが一方向の回転では駆動軸と一体回転する構成のものが用いられ、このように構成することにより、外力によりウインドウＧを開放、閉鎖の何れの方向へも動かないように構成することができる。
尚、この場合に、基端側の第二の規制手段については、先端側に設けられる規制手段（第一の規制手段であって、第一の実施の形態では摩擦プレート）と同様のものを用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】パワーウインドウ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説明する側面図である。
【図４】図３におけるＬ−Ｌ断面図である。
【図５】第二の実施の形態におけるアクチュエータの要部を説明する側面図である。
【図６】第三の実施の形態におけるアクチュエータの要部を説明する側面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１    アクチュエータ
２    モータ部ケーシング
２ｅ    軸受プレート
３    モータ軸
３ｄ    スチールボール
７    減速部ケーシング
７ａ    軸内装部
９    ウォームホイール
１０    一方向回転クラッチ
１１    クラッチハウジング
１２    クラッチローラ
１３    コイル弾機
１４    摩擦プレート
【図１】
2005110449.tif 000003
【図２】
2005110449.tif 000004
【図３】
2005110449.tif 000005
【図４】
2005110449.tif 000006
【図５】
2005110449.tif 000007
【図６】
2005110449.tif 000008