(57)【要約】【課題】外力による回転を防止する制動力を伝達系の馴染みに対応して発生させる。【解決手段】モータの回転軸４の軸線方向端面４ａに、その回転中心に同軸に第１の突部を突設すると共に第１の突部を同軸に外囲する円環状の第２の突部１２を突設する。第１の突部の突設方向高さを第２の突部よりも高くする。第１の突部が所定量摩耗するまでは第１の突部が対向面と当接し、その第１の突部の対向面との摩擦抵抗により回転軸における外力に抗する制動力が発生し、第１の突部の上記摩耗後には第２の突部の対向面との積極的な当接による摩擦抵抗により回転軸に対する上記制動力が発生するため、伝達系が馴染むまでの初期状態では小さな静摩擦力であり、運転により馴染んだ後には大きな静摩擦力となるように、各突部の位置（半径）及び面積をそれぞれの場合に対応させて設定することができる。【選択図】図２
2007232153.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を受容するケーシングに当該回転軸の端面に平行に対峙する対向面を設け、前記回転軸を回転させようとする外力に対して前記回転軸の端面と前記対向面との間の摩擦抵抗により前記回転軸を停止状態に保持するための回転軸の停止保持構造であって、
前記回転軸の端面または前記対向面の一方に設けられると共に他方に向けて突設された第１の突部と、前記回転軸の端面または前記対向面のいずれかに設けられると共に前記回転軸の回転時に前記第１の突部と干渉しない位置にて突設された第２の突部とを有する軸受手段を設け、
前記軸受手段は、前記第１の突部が所定量摩耗してから前記第２の突部が前記回転軸の端面または前記対向面に当接するように、前記第１の突部及び前記第２の突部のそれぞれが相対する前記回転軸の端面または前記対向面に対する高さが設定されていることを特徴とする回転軸の停止保持構造。
【請求項２】
前記軸受手段は、前記第１の突部の前記回転軸の端面または前記対向面と当接する端面の面積が、前記第２の突部の前記回転軸の端面または前記対向面と当接する端面の面積よりも狭いことを特徴とする請求項１に記載の回転軸の停止保持構造。
【請求項３】
前記軸受手段は、前記第１の突部が前記回転軸の軸線上またはその近傍に位置するように設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回転軸の停止保持構造。
【請求項４】
前記軸受手段における前記第１の突部と前記第２の突部とが前記回転軸の端面または前記対向面の同じ側に設けられると共に、該第１の突部と第２の突部により閉じた溝が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の回転軸の停止保持構造。
【請求項５】
前記軸受手段は、前記第２の突部が前記回転軸の回転方向の円周上に連続する円環状に形成され、前記第１の突部が前記第２の突部の内側に配設されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の回転軸の停止保持構造。
【請求項６】
前記軸受手段は、前記第１の突部が前記第２の突部よりも高く形成されていることことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の回転軸の停止保持構造。
【請求項７】
前記回転軸の端面または前記対向面にスペーサが固設され、
前記スペーサに前記軸受手段の前記第１の突部及び前記第２の突部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の回転軸の停止保持構造。
【請求項８】
回転軸を受容するケーシングに当該回転軸の端面に平行に対峙する対向面を設け、前記回転軸を回転させようとする外力に対して前記回転軸の端面と前記対向面との間の摩擦抵抗により前記回転軸を停止状態に保持するための回転軸の停止保持構造を備えるモータ装置であって、
前記回転軸の端面または前記対向面の一方に設けられると共に他方に向けて突設された第１の突部と、前記回転軸の端面または前記対向面のいずれかに設けられると共に前記回転軸の回転時に前記第１の突部と干渉しない位置にて突設された第２の突部とを有する軸受手段を設け、
前記軸受手段は、前記第１の突部が所定量摩耗してから前記第２の突部が前記回転軸の端面または前記対向面に当接するように、前記第１の突部及び前記第２の突部のそれぞれが相対する前記回転軸の端面または前記対向面に対するように高さが設定されていることを特徴とするモータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外力に対して回転軸を停止状態に保持し得る回転軸の停止保持構造及びモータ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転力を伝達するための回転軸を用いた種々の装置が用いられており、例えばモータを駆動源としたモータ装置がある。そのモータ装置を用いたものに自動車用パワーウィンドウがあるが、パワーウィンドウの場合には防犯のために外部から窓を押し下げられないようにする必要がある。
【０００３】
外力により窓が開かないようにするためには、モータ装置の減速機構にウォームギアを用いることにより簡単に実現可能であり、さらにモータ軸（回転軸）に何等かの制動手段を設けることにより、より一層確実に外力による窓開けを防止できる。モータ軸における制動手段としては、モータ軸の軸端面とモータケーシングの対向面との摩擦力によるものがある（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−５４６９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１のものにあっては、さらにモータ運転時間の増大に伴う伝達効率の変化（初期に抵抗大であって、経過に伴い馴染んで抵抗小となる）に対する装置全体での停止保持力の安定化を実現可能にするべく、モータ軸端面とケーシング対向面との間の摩擦抵抗を、組み立て後の初期にあっては小さく、伝達系の馴染みに合わせるように大きくするようにしている。具体的には、モータ軸端面に台形断面の円環状突条を形成し、その上底部分をモータケーシングの対向面に当接させるようにして、初期には当接面積が小さく、運転経過に伴う摩耗により当接面積が大きくなる。
【０００５】
しかしながら、円環状突条の有効半径の変化はあるものの、その変化は大きなものではないため、当接面積の変化と合わせても摩擦抵抗力（制動力）の大きな変化が得られなかった。一方、モータ装置にあっては、その馴染みによる摩擦抵抗力の変化が大きいものがあり、そのような変化の大きいものに対しては上記構造では対応が難しいという問題がある。馴染みによる摩擦抵抗力の変化が大きいものに対しては、ある程度馴染ませてから（エージング後）出荷することが考えられるが、生産コストが高騰化するという問題が生じる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような課題を解決して、外力による回転を防止する制動力を運転時間の経過による伝達系の馴染みに対応して発生し得ることを実現するために本発明に於いては、回転軸を受容するケーシングに当該回転軸の端面に平行に対峙する対向面を設け、前記回転軸を回転させようとする外力に対して前記回転軸の端面と前記対向面との間の摩擦抵抗により前記回転軸を停止状態に保持するための回転軸の停止保持構造であって、前記回転軸の端面または前記対向面の一方に設けられると共に他方に向けて突設された第１の突部と、前記回転軸の端面または前記対向面のいずれかに設けられると共に前記回転軸の回転時に前記第１の突部と干渉しない位置にて突設された第２の突部とを有する軸受手段を設け、前記軸受手段は、前記第１の突部が所定量摩耗してから前記第２の突部が前記回転軸の端面または前記対向面に当接するように、前記第１の突部及び前記第２の突部のそれぞれが相対する前記回転軸の端面または前記対向面に対する高さが設定されているものとした。
【０００７】
特に、前記軸受手段は、前記第１の突部の前記回転軸の端面または前記対向面と当接する端面の面積が、前記第２の突部の前記回転軸の端面または前記対向面と当接する端面の面積よりも狭いと良い。また、前記軸受手段は、前記第１の突部が前記回転軸の軸線上またはその近傍に位置するように設けられていると良い。また、前記軸受手段における前記第１の突部と前記第２の突部とが前記回転軸の端面または前記対向面の同じ側に設けられるとともに、該第１の突部と第２の突部とにより閉じた溝が形成されていると良い。また、前記軸受手段は、前記第２の突部が前記回転軸の回転方向の円周上に連続する円環状に形成され、前記第１の突部が前記第２の突部の内側に配設されていると良い。また、前記軸受手段は、前記第１の突部が前記第２の突部よりも高く形成されていると良い。また、前記回転軸の端面または前記対向面にスペーサが固設され、前記スペーサに前記軸受手段の前記第１の突部及び前記第２の突部が設けられていると良い。
【０００８】
そして、本発明のモータ装置にあっては、回転軸を受容するケーシングに当該回転軸の端面に平行に対峙する対向面を設け、前記回転軸を回転させようとする外力に対して前記回転軸の端面と前記対向面との間の摩擦抵抗により前記回転軸を停止状態に保持するための回転軸の停止保持構造を備えるモータ装置であって、前記回転軸の端面または前記対向面の一方に設けられると共に他方に向けて突設された第１の突部と、前記回転軸の端面または前記対向面のいずれかに設けられると共に前記回転軸の回転時に前記第１の突部と干渉しない位置にて突設された第２の突部とを有する軸受手段を設け、前記軸受手段は、前記第１の突部が所定量摩耗してから前記第２の突部が前記回転軸の端面または前記対向面に当接するように、前記第１の突部及び前記第２の突部のそれぞれが相対する前記回転軸の端面または前記対向面に対するように高さが設定されていると良い。
【発明の効果】
【０００９】
このように本発明によれば、回転軸の端面またはケーシングの対向面に第１の突部と第２の突部とを設け、第１の突部が所定量摩耗するまでは第１の突部が対向面と当接し、その第１の突部の対向面との摩擦抵抗により回転軸における外力に抗する制動力が発生し、第１の突部の上記摩耗後には第２の突部の対向面との積極的な当接による摩擦抵抗により回転軸に対する上記制動力が発生するため、伝達系が馴染むまでの初期状態では小さな静摩擦力であり、運転により馴染んだ後には大きな静摩擦力となるように、各突部の位置（半径）及び面積をそれぞれの場合に対応させて設定することができる。
【００１０】
特に、第２の突部よりも第１の突部の相対する面への当接面積を狭くすることにより、簡単に摩擦による制動力を初期に対して運転時間経過後に大きく設定することを容易に設計できる。また、第１の突部を回転軸軸線上近傍に位置させることにより、初期の制動力を容易に小さなものとすることができるため、馴染むまでの伝達系の摩擦抵抗が大きいものに有効である。
【００１１】
また、両突部により閉じた溝を形成することにより、溝内に潤滑油（グリース等）を保持することができ、別途潤滑油の保持構造を設ける必要がなく、製造コストを低廉化し得る。また、第１の突部を内側に位置させるように第２の突部を円環状に形成することにより、上記各構造を容易かつ好適に形成することができる。また、第１の突部が第２の突部よりも高くなるように形成することにより、高さの設定により運転時間に合わせた摩耗量の設定を容易に行うことができ、第２の突部による大きな制動力を発生させる時期の設定を容易に行うことができる。
【００１２】
また、スペーサを設けて、そのスペーサに各突部を設けることにより、突部の設計変更に対して回転軸またはケーシングに対する設計変更を行わず、スペーサのみの設計変更で対応でき、仕様違いに対して柔軟な対応が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図１は本発明が適用された例えば自動車用パワーウィンドウに用いられる電動モータ装置を示す要部破断側断面図である。図に示される電動モータ装置にあっては、モータ１とそのヨークを兼ねる有底円筒状のケーシング２に一体的に結合された減速装置３とにより構成されている。なお、本発明の適用対象はモータに限定されるものではなく、回転伝達機構に用いられる回転軸など、駆動力を伝達する回転軸であれば良く、モータを含む種々の装置に適用可能である。
【００１４】
図示例のモータ１にあっては、ケーシング２内に受容されたモータ軸である金属製の回転軸４と、回転軸４に同軸かつ一体に設けられた回転子５と、回転子５を外囲するようにケーシング２の対応する内周面に配設された複数の永久磁石６とを備える一般的なＤＣモータの構造であって良く、その詳しい説明は省略する。
【００１５】
また、図示例では、回転軸４のケーシング２から突出する側は減速装置３内に延在して２ヶ所で軸支されており、その突出した回転軸４の中間部分にウォーム４ａが一体的に設けられている。ウォーム４ａにはウォームホイール８がギア結合されており、これらウォームギアにより減速装置３が構成されている。なお、ウォームホイール８の軸が本モータ装置の出力軸として用いられ、その出力軸には図示されない窓を開閉するためのレギュレータのリンク機構が駆動されるようになっている。
【００１６】
モータ１側にあっては、回転軸４の軸端部を受容するようにケーシング２の一部を凹設してなる軸受保持部９が形成されており、その軸受保持部９に円筒状のメタル軸受１０が同軸に組み付けられている。回転軸４の軸端部がそのメタル軸受１０により回転自在に軸支されている。
【００１７】
図示例のパワーウィンドウにあっては、外力により窓が押し下げられて開いてしまうことを防止する必要があり、背景技術で述べたように窓側からの入力に対して制動力を発揮できるようにウォームギア構造が用いられている。上記制動力は回転軸４とケーシング２との両対向面間の摩擦抵抗で得られる。図示例では、外部入力（窓を開けようとすることによるウォーム４ａの回転）により回転軸４に図２の矢印Ｒに示されるように荷重（Ｒ）が軸線方向に加わる。それにより回転軸４が変位し、回転軸４の軸線方向端と対向面としての軸受保持部９の底面９ａとが当接する。
【００１８】
図２及び図３に示されるように、回転軸４の軸線方向端面４ｂに樹脂製で円盤状に形成されたエンドスペーサ１４が固設され、そのエンドスペーサ１４における底面９ａに臨む端面１４ａには、その回転軸と同軸に円柱状の第１の突部１１が突設されていると共に、第１の突部１１を同心に外囲する円環状の第２の突部１２が突設されている。また、第１の突部１１の高さ（軸線方向長さ）Ｈ１は第２の突部１２の高さＨ２よりも高く形成されている。なお、図示例では、回転軸４にその軸線方向端面４ｂに開口する矩形断面の係合凹部４ｃを設けると共に、エンドスペーサ１４には上記軸線方向端面４ｂに当接する端面に係合凹部４ｃと係合する矩形断面の係合凸部１４ｂを設け、係合凹部４ｃと係合凸部１４ｂとを互いに回転方向に対して係合させるようにしている。
【００１９】
このように構成されたモータ装置にあっては、上記したように回転軸４が矢印Ｒ方向への荷重を受けてエンドスペーサ１４の第１の突部１１が変位して対向面となる底面９ａに当接する。その当接状態で荷重（外力）により回転軸４が回転しようとすると、第１の突部１１と底面９ａとの間で静摩擦力が発生し、静摩擦力が打ち克っている間は回転軸４に制動力が作用していることになり、窓が開けられることがない。
【００２０】
ここで、最初に第１の突部１１が底面９ａに当接するようにしているのは、使用し始めの初期状態では図示例のパワーウィンドウにあってはリンク機構などの伝達系に馴染みが無く、モータ１と窓との間に比較的大きな摩擦抵抗が存在することから、モータ１での制動力を大きくする必要がないためである。外力により窓が開けられないようにするための制動力の大きさを装置全体で考慮し、伝達系が馴染むまではモータ１側での静摩擦力は小さなものとするべく、初期状態では回転軸４の回転中心に設けた第１の突部１１のみを底面９ａに当接させるようにしている。
【００２１】
それに対して、運転の経過により伝達系が馴染み、伝達系の摩擦抵抗が小さくなった場合には装置全体の摩擦抵抗が小さくなるため、窓開けを想定した外力の大きさに抗し得る制動力を発揮できなくなる。そのような状態に対してはモータ１側での静摩擦力を増大させるべく、第２の突部１２を底面９ａに当接させる。すなわち、運転の経過により第１の突部１１ａが摩耗し、その摩耗が所定量進んだら第２の突部１２が底面９ａと当接するようになるため、その後は第２の突部１２と底面９ａとの間で大きな静摩擦力が発生し得る。仮に初期状態にて第２の突部１２が底面９ａと当接していたとしても、第２の突部１２による荷重は殆どかからない状態に設定されている。
【００２２】
なお、静摩擦力の設計には両突部１１・１２の底面９ａとの当接面積の大きさ及び当接部の半径（有効半径）に基づいて計算可能であり、摩耗量は両突部１１・１２の高さの違い（＝Ｈ１−Ｈ２）で設定可能である。また、第２の突部１２が底面９ａと当接するようになっても第１の突部１１も当接するが、図示例のように第１の突部１１が回転中心に位置する柱状であり、第２の突部１２がそれを外囲する円周上に連続する環状でる場合には、摩擦面（当接面）に大きな面積差があり、第２の突部１２が当接した状態での計算に第１の突部１１を考慮しなくても何等問題ない。図のレイアウトでは、静摩擦力を大きく変化させたい場合に有効である。
【００２３】
各突部１１・１２の当接面積の大きさや回転中心からの距離を適宜変えることで、伝達系の構成の違いなどにより初期状態と第１の突部１１の摩耗後となる所定量の運転経過後との間の摩擦抵抗の差に違いがあっても、十分対応可能である。したがって、回転軸を有する装置であって、回転軸の軸線方向端面とケーシングの対向面との間の静摩擦力により外力に対する制動力を発生させる構造のものであれば、種々の装置に適用可能である。なお、図示例では回転軸４においてモータ１側の軸端について示したが、回転方向により相反する側にもなり得るため、その場合には減速装置３側の軸端に上記構造を設けることにより同様に対応可能である。
【００２４】
また、図２及び図３に示されるように、両突部１１・１２により両者間に図示例では円環状の閉じた溝１３が形成されている。この溝１３に潤滑油としてのグリースＧを溜めることができる。このようにすることにより、回転軸４の回転時の摺動抵抗の低減（駆動効率の向上）効果が得られると共に、摩耗が大きくなることを防止することができる。
【００２５】
上記図示例では第２の突部１２を円環状に連続形成した形状にしたが、連続する必要はなく、例えば図４に示されるように周方向に分割された複数の第２の突部１２を設けるようにしても良い。この場合に於いても上記と同様の効果を奏し得る。図４において、上記図示例と同様の部分には同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。なお、以下の各図示例における符号についても同様である。
【００２６】
また、上記図示例では突部１１・１２を回転軸４に設けたが、底面９ａに設けても良い。その場合の図５に示されるように、底面９ａに各突部１１・１２が設けられたエンドスペーサ１４をゴムダンパ１５を介して固定し、回転軸４の軸線方向端面４ｂに当接させるようにする。この場合に於いても上記と同様の効果を奏し得る。
【００２７】
また、上記図示例では回転軸４とエンドスペーサ１４との固設は回転軸４との間で矩形断面の凹凸部を設けて互いに回転力が伝わる結合構造としたが、これに限らず、接着固定としても良い。この場合には上記と同様の効果を奏し得ると共に、回転軸４およびエンドスペーサ１４の係合部の加工が必要なくなり、安価に適用可能である。なお、エンドスペーサ１４をケーシング２の底面９ａに固設するようにしても良い（図示省略）。
【００２８】
また、図６に示されるように、回転軸４に設けた各突部１１・１２の高さを同一にし、ケーシング２側の底面９ａには第１の突部１１に対向するボス部１５を形成しても良い。この場合には第１の突部１１が対向面としてのボス部１５の突出方向端面１５ａに当接し、運転時の摺接により摩耗した後に第２の突部１２が底面９ａに当接するようになるため、上記と同様の効果を奏し得る。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明にかかる回転軸の停止保持構造は、初期状態とある程度の運転後に馴染んだ状態との間における伝達系の摩擦抵抗の違いに対して装置全体として外力に対する適切な制動力を発揮でき、回転軸を有し外力に対して制動力を発生させる必要のある種々の装置に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明が適用された自動車用パワーウィンドウに用いられる電動モータ装置を示す要部破断側断面図である。
【図２】回転軸の軸端部を示す要部破断拡大側断面図である。
【図３】回転軸軸端部を示す斜視図である。
【図４】第２の例を示す図３に対応する図である。
【図５】第３の例を示す図２に対応する図である。
【図６】第４の例を示す図２に対応する図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  モータ
２  ケーシング
４  回転軸、４ｂ  軸線方向端面、４ｃ  係合凹部
９  軸受保持部
１１  第１の突部
１２  第２の突部
１３  溝
１４  エンドスペーサ、１４ａ  端面、１４ｂ  係合凸部
１５  ゴムダンパ
【図１】
2007232153.tif 000003
【図２】
2007232153.tif 000004
【図３】
2007232153.tif 000005
【図４】
2007232153.tif 000006
【図５】
2007232153.tif 000007
【図６】
2007232153.tif 000008