(57)【要約】【課題】  通常作動時にはモータの効率を低下させることがない逆転防止機構を提供することである。【解決手段】  パワーウインドモータ１１は回転軸１２ｂを備えた電動モータを有し、回転軸１２ｂの回転はウォームギヤ機構により減速して出力軸から出力される。ギヤケース２３の内部には回転軸１２ｂに対して径方向に進退移動自在にパッド３２が設けられており、このパッド３２はスプリング３３により付勢されて回転軸１２ｂの外周面に接触して回転軸１２ｂを停止状態に保持している。また、ギヤケース２３の内部にはアクチュエータ３４が設けられ、このアクチュエータ３４は電動モータに給電するための各ブラシと並列に接続されて電動モータと共通の駆動電流により駆動され、電動モータが作動したときにパッド３２を回転軸１２ｂから離れる方向に駆動するようになっている。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を備えた電動モータに設けられ、前記回転軸の外力による逆転を防止する逆転防止機構であって、
前記電動モータに電力を供給するための給電部材と、
弾性体により付勢されて前記回転軸に接触し、前記回転軸を停止状態に保持する接触部材と、
前記電動モータへの前記給電部材と並列に接続され、前記電動モータと共通の駆動電流により駆動されて前記接触部材を前記回転軸から引き離すアクチュエータとを有することを特徴とする逆転防止機構。
【請求項２】
請求項１記載の逆転防止機構において、駆動電流が供給されないときには弛緩状態となり、駆動電流が供給されたときに緊張状態となって前記接触部材を駆動する糸状の金属材により前記アクチュエータを構成することを特徴とする逆転防止機構。
【請求項３】
請求項１または２記載の逆転防止機構において、前記回転軸に対して径方向に進退移動自在に前記接触部材を設け、前記回転軸の外周面に前記接触部材を接触させることを特徴とする逆転防止機構。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の逆転防止機構において、前記回転軸と前記接触部材の少なくともいずれか一方の接触部分に凹凸部を形成することを特徴とする逆転防止機構。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の逆転防止機構において、前記回転軸の回転を減速して出力軸から出力するウォームギヤ機構を前記電動モータに装着し、前記ウォームギヤ機構を収容するギヤケース内に前記接触部材と前記アクチュエータとを配置することを特徴とする逆転防止機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転軸を備えた電動モータに設けられて回転軸の外力による逆転を防止する逆転防止機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両に設けられるパワーウインド駆動装置はパワーウインドモータを有し、このパワーウインドモータによりレギュレータを駆動してウインドガラスを自動的に開閉させるようにしている。このようなパワーウインドモータは、回転軸を備えた電動モータと回転軸の回転を減速して出力軸から出力するウォームギヤ機構とを有しており、ウォームギヤ機構は回転軸と一体回転可能に設けられるウォームとウォームに噛み合わされるとともに出力軸に固定されるウォームホイルとを備えてギヤケース内に収容されている。
【０００３】
このようなパワーウインド装置では、防犯上、車外から外力が加えられても、その外力によりウインドガラスが押し下げられることを防止する必要がある。ウォームギヤ機構を備えたパワーウインドモータでは、ウォームギヤ機構による逆転防止作用により、外力による回転軸の逆転をある程度は阻止することは可能であるが、外力がある程度大きくなると回転軸の逆転を阻止できないおそれがある。そのため、例えば特許文献１に記載されるパワーウインドモータでは、ウォームが形成される回転軸の両先端部分に樹脂製の摩擦部材を固定し、外力が加えられたときに回転軸に生じる軸方向荷重によって摩擦部材をギヤケースあるいはモータケースに接触させることにより、回転軸とケースとの間の摩擦抵抗を高めて回転軸の逆転を防止するようにしている。
【特許文献１】特開昭６１−３６４７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、回転軸の両先端部に摩擦部材を固定するようにした逆転防止機構では、モータが通常の作動をするときにおいても摩擦部材がギヤケース等に摺接し、若干の摩擦力が発生することになるので、電動モータの効率を低下させる要因となることがある。
【０００５】
本発明の目的は、通常作動時にはモータの効率を低下させることがない逆転防止機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の逆転防止機構は、回転軸を備えた電動モータに設けられ、前記回転軸の外力による逆転を防止する逆転防止機構であって、前記電動モータに電力を供給するための給電部材と、弾性体により付勢されて前記回転軸に接触し、前記回転軸を停止状態に保持する接触部材と、前記電動モータへの前記給電部材と並列に接続され、前記電動モータと共通の駆動電流により駆動されて前記接触部材を前記回転軸から引き離すアクチュエータとを有することを特徴とする。
【０００７】
本発明の逆転防止機構は、駆動電流が供給されないときには弛緩状態となり、駆動電流が供給されたときに緊張状態となって前記接触部材を駆動する糸状の金属材により前記アクチュエータを構成することを特徴とする。
【０００８】
本発明の逆転防止機構は、前記回転軸に対して径方向に進退移動自在に前記接触部材を設け、前記回転軸の外周面に前記接触部材を接触させることを特徴とする。
【０００９】
本発明の逆転防止機構は、前記回転軸と前記接触部材の少なくともいずれか一方の接触部分に凹凸部を形成することを特徴とする。
【００１０】
本発明の逆転防止機構は、前記回転軸の回転を減速して出力軸から出力するウォームギヤ機構を前記電動モータに装着し、前記ウォームギヤ機構を収容するギヤケース内に前記接触部材と前記アクチュエータとを配置することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、電動モータの作動が停止しているときには接触部材を回転軸に接触させて外力による回転軸の逆転を防止するとともに、電動モータが作動するときにはアクチュエータにより接触部材を回転軸から引き離して、接触部材から摩擦抵抗等を受けない状態で回転軸を回転させることができる。したがって、この逆転防止機構を備えた電動モータの効率を高めて、電動モータを小型化、高トルク化することができる。アクチュエータは電動モータに並列に接続されて電動モータと共通の駆動電流により駆動されるので、アクチュエータを駆動するための専用の電源やコントローラは不要となり、この逆転防止機構の構造を簡素化してコストを低減することができる。
【００１２】
また、本発明によれば、駆動電流の通電・非通電の切り替えにより緊張状態と弛緩状態とに切り替わる糸状の金属材をアクチュエータとして用いるようにしたので、この逆転防止機構の構造を簡素化することができる。
【００１３】
さらに、本発明によれば、回転軸に対して径方向に進退移動自在に接触部材を設け、接触部材を回転軸の外周面に接触させるようにしたので、この逆転防止機構の電動モータへのレイアウト性を高めることができる。
【００１４】
さらに、本発明によれば、回転軸と接触部材との接触部分に凹凸部を形成するようにしたので、電動モータが停止したときに、接触部材により回転軸を確実に停止状態に保持することができる。
【００１５】
さらに、本発明によれば、ウォームギヤ機構を収容するギヤケース内に接触部材とアクチュエータとを配置するようにしたので、ウォームギヤ機構を備えた電動モータへの逆転防止機構のレイアウト性を高めることができる。また、アクチュエータをギヤケース内に収容することにより電動モータのブラシ等の熱源からアクチュエータを隔離することができるので、アクチュエータを熱から保護することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
図１は本発明の一実施の形態である逆転防止機構を備えたパワーウインドモータを示す一部切り欠き断面図であり、図２は図１に示すパワーウインドモータの駆動回路を示す概略回路図である。図１に示すパワーウインドモータ１１は図示しない車両のパワーウインド装置に設けられ、車両のウインドガラスを自動的に開閉するために用いられる。
【００１８】
パワーウインドモータ１１は電動モータ１２を有し、この電動モータ１２はブラシ付き直流モータとなっており、電動モータ１２のモータハウジング１２ａにはこの電動モータ１２の回転軸１２ｂが回転自在に支持されている。図２に示すように、パワーウインドモータ１１にはパワーウインドスイッチ１３ａと正逆転用リレー１３ｂ，１３ｃとが設けられ、パワーウインドスイッチ１３ａと正逆転用リレー１３ｂ，１３ｃとはバッテリ等の電源１５に接続されている。なお、正逆転用リレー１３ｂ，１３ｃは連動して動作し、これにより電源１５の電圧極性が逆転することで電動モータ１２に供給される電流の向きも逆転し、電動モータ１２が正逆回転するようになっている。なお、電動モータ１２への電流の供給はモータハウジング１２ａと後述するギヤケースの間に配置されるブラシホルダステー１７に保持された給電部材としての一対のブラシ１７ａ，１７ｂを介して行われるようになっている。また、図示する回路図では省略しているが、パワーウインドスイッチ１３ａと正逆転用リレー１３ｂ，１３ｃとは連動可能に構成されており、操作者の任意の操作によって電動モータ１２が正逆回転するようになっている。
【００１９】
電動モータ１２の回転軸１２ｂの回転を、ウインドガラスの昇降に適応した所定の回転数にまで減速して出力軸１６から出力するために、電動モータ１２にはウォームギヤ機構２１が装着されている。電動モータ１２のモータハウジング１２ａには締結部材２２によりギヤケース２３が固定され、電動モータ１２の回転軸１２ｂはギヤケース２３の内部に突出しており、回転軸１２ｂのギヤケース２３の内部に突出した部分の外周面にはウォームギヤ機構２１を構成するウォーム２４が一体に形成されている。なお、ウォーム２４を回転軸１２ｂとは別体に形成して、一体回転可能に連結するようにしてもよい。
【００２０】
また、ギヤケース２３の内部にはウォーム２４に噛み合うウォームホイル２５が収容されており、このウォームホイル２５の軸心には出力軸１６が固定され、出力軸１６はギヤケース２３に回転自在に支持されている。これにより、電動モータ１２の回転軸１２ｂの回転は、ギヤケース２３の内部に収容されたウォームギヤ機構２１により所定の回転数にまで減速されて出力軸１６から出力される。出力軸１６はウインドガラスを支持する図示しないレギュレータに接続され、出力軸１６が回転するとレギュレータを介してウインドガラスが駆動される。したがって、パワーウインドスイッチ１３ａと正逆転用リレー１３ｂ，１３ｃが操作されて電動モータ１２つまり回転軸１２ｂが正転すると、その回転がウォームギヤ機構２１を介して出力軸１６に減速して伝達され、ウインドガラスは自動的に開かれる。反対に、パワーウインドスイッチ１３ａと正逆転用リレー１３ｂ，１３ｃが操作されて電動モータ１２つまり回転軸１２ｂが逆転すると、その回転がウォームギヤ機構２１を介して出力軸１６に減速して伝達され、ウインドガラスは自動的に閉じられる。
【００２１】
なお、ギヤケース２３にはカプラ２６が設けられ、各ブラシ１７ａ，１７ｂはカプラ２６を介してパワーウインドスイッチ１３ａや正逆転用リレー１３ｂ，１３ｃ、電源１５と電気的に接続されている。また、ギヤケース２３には回転軸１２ｂの軸方向荷重を支持するためのスラスト軸受け２７が設けられ、ウォーム２４とウォームホイル２５との間の動力伝達に伴って回転軸１２ｂに軸方向の荷重が生じても、その荷重をこのスラスト軸受け２７により支持して、回転軸１２ｂを滑らかに回転させるようになっている。
【００２２】
図３は図１におけるＡ−Ａ線に沿う断面図であり、図４は電動モータが作動したときのアクチュエータの状態を示す断面図であり、このパワーウインドモータ１１には、ウインドガラスが押し下げられることを防止するために、外力による回転軸１２ｂの逆転を防止する逆転防止機構３１が設けられている。
【００２３】
図３に示すように、逆転防止機構３１は略直方体形状に形成される接触部材としてのパッド３２を備えている。このパッド３２はブラシホルダステー１７と一体的に形成された保持部に摺動自在に支持されてギヤケース２３の内部で回転軸１２ｂに対して径方向に進退移動自在となっており、パッド３２の回転軸１２ｂと対向する側の先端部には回転軸１２ｂの外周面に対応して湾曲する係止面３２ａが形成されている。また、パッド３２とギヤケース２３との間には弾性体としてのスプリング３３が設けられており、パッド３２はこのスプリング３３により回転軸１２ｂに向けて付勢され、その係止面３２ａにおいて回転軸１２ｂの外周面に押し付けられた状態で接触するようになっている。パッド３２が回転軸１２ｂに接触すると、パッド３２の係止面３２ａと回転軸１２ｂの外周面との間に摩擦抵抗が生じ、この摩擦抵抗によりパッド３２は回転軸１２ｂを停止状態に保持することができるようになっている。
【００２４】
なお、パッド３２の材質としては、回転軸１２ｂに対する摩擦抵抗が高いものが好ましい。また、パッド３２の回転軸１２ｂとの接触部分である係止面３２ａや回転軸１２ｂのパッド３２との接触部分となる外周面の少なくともいずれか一方に、粗面加工等により凹凸部を形成するようにしてもよい。このように、凹凸部を形成すると、パッド３２の回転軸１２ｂの回転に対する拘束力を高めて、回転軸１２ｂを確実に停止状態に保持することができる。
【００２５】
電動モータ１２が作動したときに、パッド３２を回転軸１２ｂから引き離す方向に駆動するために、逆転防止機構３１にはアクチュエータ３４が設けられている。アクチュエータ３４は、例えばＴｉ−Ｎｉ系の形状記憶合金等を原料とした金属材により糸状に構成されており、図３に示すように、その両端部がそれぞれパッド３２の両側部に位置してギヤケース２３に設けられる固定部３５に固定されている。一方、パッド３２には進退移動方向に対して直交する方向に貫通する貫通孔３２ｂが形成され、この貫通孔３２ｂは各固定部３５の間に位置しており、アクチュエータ３４はこの貫通孔３２ｂに挿通されている。貫通孔３２ｂの回転軸１２ｂに向く側の面は被駆動面３２ｃとなっており、パッド３２が回転軸１２ｂに接触しているときには、被駆動面３２ｃは各固定部３５を結ぶ直線よりも回転軸１２ｂ側に突出している。
【００２６】
なお、被駆動面３２ｃはその中間部分が回転軸１２ｂ側に向けて突出するように湾曲して形成されており、アクチュエータ３４が貫通孔３２ｂの開口エッジに接触することを防止するようになっている。
【００２７】
図２に示すように、アクチュエータ３４は電動モータ１２に電流を供給するための一対のブラシ１７ａ，１７ｂと並列に接続されており、パワーウインドスイッチ１３ａが操作されて電動モータ１２へ駆動電流が供給されると、電動モータ１２と共通の駆動電流がアクチュエータ３４にも供給されるようになっている。なお、アクチュエータ３４への給電は、各ブラシ１７ａ，１７ｂと同様に、ギヤケース２３のカプラ２６を介して行われるようになっている。また、符号３６は抵抗であり、この抵抗３６によりアクチュエータ３４に供給される駆動電流は所望の電流値に設定されている。駆動電流が供給されると、アクチュエータ３４は緊張状態となり、各固定部３５の間で強く収縮して棒状に変化する。一方、駆動電流の供給が停止されると、アクチュエータ３４は弛緩状態となってしなやかになり、各固定部３５の間隔よりも伸長して各固定部３５の間で湾曲する。このように、このアクチュエータ３４は、駆動電流により駆動されて緊張状態と弛緩状態とに変化するようになっている。
【００２８】
次に、このような逆転防止機構３１の作動について説明する。
【００２９】
まず、パワーウインドスイッチ１３ａがオフされ、駆動電流が供給されずに電動モータ１２が停止しているときには、図３に示すように、アクチュエータ３４は弛緩状態となり、パッド３２はスプリング３３により付勢されて回転軸１２ｂの外周面に接触している。つまり、電動モータ１２が停止しているときには、パッド３２により回転軸１２ｂは停止状態に保持され、これにより、外力による回転軸１２ｂの逆転は防止される。したがって、電動モータ１２の停止時に、ウインドガラスにこれを押し下げる方向の外力が加えられても、その外力による回転軸１２ｂの逆転を防止して、ウインドガラスが開かれることを防止することができる。
【００３０】
次に、この状態からパワーウインドスイッチ１３ａ及び正逆転用リレー１３ｂ，１３ｃが開側または閉側に操作されると、電源１５から各ブラシ１７ａ，１７ｂに駆動電流が供給され、電動モータ１２は作動を開始する。電動モータ１２に駆動電流が供給されると、その駆動電流の一部は電動モータ１２の各ブラシ１７ａ，１７ｂと並列に接続されるアクチュエータ３４にも供給され、アクチュエータ３４は各固定部３５の間で緊張状態となる。図４に示すように、アクチュエータ３４が緊張状態になると、パッド３２の被駆動面３２ｃがアクチュエータ３４により押されてパッド３２はスプリング３３のばね力に抗して回転軸１２ｂから離れる方向に駆動され、これによりパッド３２による回転軸１２ｂの拘束が解除される。つまり、電動モータ１２が作動したときには、パッド３２はアクチュエータ３４により回転軸１２ｂから引き離され、図４に示すように、回転軸１２ｂとの間に隙間ｔを生じるので、回転軸１２ｂとの間に摩擦抵抗を発生させず、電動モータ１２を効率よく作動させることができる。
【００３１】
このように、この逆転防止機構３１では、電動モータ１２の作動が停止しているときには、パッド３２を回転軸１２ｂに接触させて回転軸１２ｂを停止状態に保持し、外力による回転軸１２ｂの逆転を防止することができる。また、電動モータ１２が作動するときには、アクチュエータ３４によりパッド３２を回転軸１２ｂから引き離して、パッド３２による回転軸１２ｂの拘束を解除し、パッド３２から摩擦抵抗等を受けない状態で回転軸１２ｂを回転させることができる。したがって、この逆転防止機構３１を備えた電動モータ１２の効率を高めて、電動モータ１２を小型化、高トルク化することができる。
【００３２】
また、この逆転防止機構３１では、アクチュエータ３４は電動モータ１２の各ブラシ１７ａ，１７ｂと並列に接続されているので、このアクチュエータ３４を駆動するための駆動電流は電動モータ１２が作動したときに供給される。したがって、アクチュエータ３４を駆動するための専用の電源やコントローラ等を設ける必要がなく、この逆転防止機構３１の構造を簡素化してコストを低減することができる。
【００３３】
さらに、この逆転防止機構３１では、駆動電流が供給されないときには弛緩状態となり、駆動電流が供給されたときに緊張状態となる糸状の金属材をアクチュエータ３４として用いるようにしたので、この逆転防止機構３１の構造を簡素化することができる。
【００３４】
さらに、この逆転防止機構３１では、回転軸１２ｂに対して径方向に進退移動自在にパッド３２を設け、パッド３２を回転軸１２ｂの外周面に接触させるようにしたので、簡単な構成でパッド３２を回転軸１２ｂに係合・離脱させることができ、この逆転防止機構３１の電動モータ１２へのレイアウト性を高めることができる。
【００３５】
さらに、この逆転防止機構３１では、ウォームギヤ機構２１を収容するギヤケース２３の内部に位置するようにパッド３２とアクチュエータ３４とが配置されるので、この逆転防止機構３１のパワーウインドモータ１１へのレイアウト性を高めることができる。また、アクチュエータ３４をギヤケース２３の内部に収容することにより、電動モータ１２に設けられる各ブラシ１７ａ，１７ｂ等の熱源からアクチュエータ３４を隔離することができ、アクチュエータ３４を熱から保護することができる。
【００３６】
図５は図３に示す逆転防止機構の変形例を示す断面図である。なお、図５においては、前述した部材に対応する部材には同一の符号が付されている。
【００３７】
図３に示す逆転防止機構３１では、回転軸１２ｂとパッド３２とは摩擦接触するようになっているが、図５に示す逆転防止機構４１では、回転軸１２ｂの外周面に凹凸部としてのセレーション外歯４２を形成され、パッド３２の係止面３２ａに回転軸１２ｂに形成されるセレーション外歯４２に対応する凹凸部としてのセレーション内歯４３を形成し、パッド３２が回転軸１２ｂに接触したときには、セレーション外歯４２とセレーション内歯４３とを係合させるようにしている。これにより、通電が停止されて電動モータ１２の作動が停止したときには、パッド３２により回転軸１２ｂを確実に停止状態に保持することができる。
【００３８】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。たとえば、本実施の形態においては、本発明の逆転防止機構３１を車両のドアガラスを開閉するためのパワーウインドモータ１１に設けた場合を示しているが、これに限らず、回転軸を備えた電動モータであれば、他の被駆動部材を駆動するための電動モータに設けるようにしてもよい。
【００３９】
また、本実施の形態においては、逆転防止機構３１のパッド３２はブラシホルダステー１７に一体的に形成された保持部に摺動自在に支持されているが、これに限らず、逆転防止機構３１をブラシホルダステー１７と分離し、別部品としてギヤケース２３内に取り付けるようにしてもよい。
【００４０】
さらに、本実施の形態においては、パッド３２を回転軸１２ｂに向けて付勢する弾性体としてはスプリング３３が用いられているが、これに限らず、例えば、ゴム片やトーションバーなど、パッドを付勢することができる部材であればよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施の形態である逆転防止機構を備えたパワーウインドモータを示す一部切り欠き断面図である。
【図２】図１に示すパワーウインドモータの駆動回路を示す概略回路図である。
【図３】図１におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図４】電動モータが作動したときのアクチュエータの状態を示す断面図である。
【図５】図３に示す逆転防止機構の変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１１  パワーウインドモータ
１２  電動モータ
１２ａ  モータハウジング
１２ｂ  回転軸
１３ａ  パワーウインドスイッチ
１３ｂ，１３ｃ  正逆転用リレー
１５  電源
１６  出力軸
１７  ブラシホルダステー
１７ａ，１７ｂ  ブラシ（給電部材）
２１  ウォームギヤ機構
２２  締結部材
２３  ギヤケース
２４  ウォーム
２５  ウォームホイル
２６  カプラ
２７  スラスト軸受け
３１  逆転防止機構
３２  パッド
３２ａ  係止面
３２ｂ  貫通孔
３２ｃ  被駆動面
３３  スプリング
３４  アクチュエータ
３５  固定部
３６  抵抗
４１  逆転防止機構
４２  セレーション外歯
４３  セレーション内歯
ｔ  隙間
【図１】
2007049766.tif 000003
【図２】
2007049766.tif 000004
【図３】
2007049766.tif 000005
【図４】
2007049766.tif 000006
【図５】
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