(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
前記ハウジングに固定されるモータと、
前記モータのモータ軸に連結されるシャフトと、
前記シャフト上に形成されるウォームギヤと、
前記ウォームギヤに噛合し前記ハウジングに回転自在に支持されるウォームホイールと、
前記ウォームホイールに連結される出力としてのコネクティングロッドと、
前記ウォームホイールの回転角度を規制する回転規制手段とを備えたモータ駆動装置において、
さらに前記モータ駆動装置は、前記ウォームホイールの軸方向に対して平行に設けられたピンと、一端をスリーブを介して前記ピンに支持され他端を前記ハウジングに設けられた突起に支持されるスプリングと、から構成され前記ウォームホイールの回転を付勢する付勢手段を有すとともに前記ピンは前記スリーブに形成された凹部に係合しており、
前記ウォームホイールが所定角度回転し回転が規制されたとき、前記スリーブの端面と前記回転規制手段としての前記ハウジングに形成されたストッパとが当接し、かつ、前記ピンが前記スリーブの凹部を介して前記スプリングを撓ませることを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項２】
前記ピンは円筒状をしていることを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。
【請求項３】
前記スリーブの凹部は前記ピンの外径よりも大きい径を呈する円弧部を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のモータ駆動装置。
【請求項４】
凹部はさらに直線部を有し、前記ウォームホイールギヤの回転が規制された場合、前記ピンは前記円弧部から前記直線部に移動することにより、前記ウォームホイールギヤの衝撃力を緩和す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モータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、ウォームギヤとウォームホイールギヤを備えたモータ駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のモータ駆動装置には、出力側の負荷が駆動側に影響を与えない構造として、ウォームギヤとウォームホイールギヤを備えたものが知られている。例えば特開平４−２３１７２７号公報には、モータの出力軸にウォームギヤを設けウォームギヤと噛合するウォームホイールギヤをモータ動力によって回転させる自動車のクラッチ作動装置が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の公報に示した装置において、回転が規制されてウォームホイールギヤが停止させられると、モータの出力軸からウォームホイールギヤに至る駆動側の回転部が保有する慣性重量が働いて、ウォームギヤとウォームホイールギヤの間でギヤロック（例えば、ウォームギヤとウォームホイールギヤとの噛合面に作用する荷重が大きくなって、両ギヤがロックしてしまう状態）が発生すると言う事が起こり得る。
【０００４】
そこで、本発明の技術的課題は、ウォームホイールギヤの回転が規制された場合でも、ウォームホイールギヤの噛合面に作用する衝撃力により発生するギヤロックを回避することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために講じた第１の技術的手段は、請求項１に示すように、ハウジングと、前記ハウジングに固定されるモータと、前記モータのモータ軸に連結されるシャフトと、前記シャフト上に形成されるウォームギヤと、前記ウォームギヤに噛合し前記ハウジングに回転自在に支持されるウォームホイールと、前記ウォームホイールに連結される出力としてのコネクティングロッドと、前記ウォームホイールの回転角度を規制する回転規制手段とを備えたモータ駆動装置において、さらに前記モータ駆動装置は、前記ウォームホイールの軸方向に対して平行に設けられたピンと、一端をスリーブを介して前記ピンに支持され他端を前記ハウジングに設けられた突起に支持されるスプリングと、から構成され前記ウォームホイールの回転を付勢する付勢手段を有すとともに前記ピンは前記スリーブに形成された凹部に係合しており、前記ウォームホイールが所定角度回転し回転が規制されたとき、前記スリーブの端面と前記回転規制手段としての前記ハウジングに形成されたストッパとが当接し、かつ、前記ピンが前記スリーブの凹部を介して前記スプリングを撓ませることを特徴とするモータ駆動装置を構成したことである。
【０００６】
上記の緩衝機能によって、回転規制手段によりウォームホイールギヤの回転が規制されたとき、ウォームホイールギヤに掛かる慣性による回転力により、ウォームホイールギヤの噛合面で発生する衝撃力を緩和する。これにより、ウォームギヤとウォームホイールギヤの間で発生するギヤロックを回避することができる。
【０００７】
この場合、回転規制手段は、ウォームホイールギヤの一部に設けられたピンと、ピンに咬合してウォームホイールギヤを付勢し、ピンに対して相対移動自在な凹部を有した付勢手段とを備えると良い。
【０００８】
上記した手段によれば、ウォームホイールギヤの回転が規制されたとき、ピンに対して相対移動自在な凹部を有した付勢手段を撓ませることによって、ウォームホイールギヤの噛合面に発生する衝撃力を緩和することが可能となる。これにより、ギヤロックの原因であるウォームギヤとウォームホイールギヤの噛合面において、短時間での衝撃力の昂揚を緩和し、ギヤロックを確実に回避することができる。
【０００９】
更に、付勢手段は、ハウジングに一端が係止され、凹部には円弧部を有するものとすると良い。これにより、モータ駆動装置が通常に作動するとき、付勢手段全体がウォームホイールギヤの回動につれて係止部を支点に揺動し、ピンとスリーブ凹部との係合面において摺動が惹起されるが、スリーブ凹部が円弧部を有していることにより、滑らかに摺動する。
【００１０】
上記に述べた作用により、モータ駆動装置の通常作動時において、付勢手段の滑らかな揺動が可能となり、モータ駆動装置の機能を確保した構造とすることができる。
【００１１】
また更に、凹部は直線部を有することで、前記ウォームホイールギヤの回転が規制された場合、ウォームホイールギヤが回転を規制されたときの衝撃力の緩和を一層確実にできる。これにより、回転規制手段が働くとき、ピンとスリーブ凹部との係合は、スリーブの円弧部での当接から直線部での当接に移動し、それに伴いスプリングが圧縮される。このスプリングの圧縮により衝撃力の吸収が行われる。
【００１２】
上記に説明した構成により、ウォームギヤとウォームホイールギヤ噛合面の衝撃力を緩和し、ギヤロックを回避することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明におけるモータ駆動装置１の一実施形態について、車両における自動クラッチ係合装置に適用した場合を以下に説明するが、ここに示すモータ駆動装置１は、ウォームギヤ４とウォームホイールギヤ３がモータ７によって駆動されるものであれば適用が可能であり、例えば、車両においては、ウィンドレギュレータ装置や２輪駆動／４輪駆動とを切り替える駆動切替装置等にも適用が可能である。
【００１４】
そこで、図１に示すモータ駆動装置１について、図１を参照して説明する。図１は、モータ駆動装置１の全体の構成を示す。モータ駆動装置１は、ハウジング２にモータ７が取り付けられており、ハウジング２内には円板形状のウォームホイールギヤ３が配設される。図１の下部に示す様に、ウォームホイールギヤ３はウォームギヤ４と噛合面１９にて噛合する様になっている。ウォームギヤ４は、シャフト５の上に一体または別体で設けられ、モータ７からの駆動力をウォームホイールギヤ３に伝達することが可能である。シャフト５上のウォームギヤ４にはモータ７からの駆動力を伝えるモータ軸６が、シャフト５と同軸上に配設されている（図３参照）。
【００１５】
図２は、図１に示すモータ駆動装置１のＡ−A断面図であり、ウォームホイールギヤ３は、ウォームホイールギヤ３の中心を貫通して圧入固定される軸３ａによって、ハウジング２及びハウジングカバー２ａに設けられた軸受部で軸支されており、ハウジング２に対して回転自在となっている。ウォームホイールギヤ３の径方向には、２本の円柱状のピン８，１０が、ウォームホイールギヤ３の軸方向に対して平行に設けられている。このピン８は、ピン１０に比べて長くなっている。ピン８は、ハウジング２の内部に形成される凹部の空間の側壁に設けられたストッパ９（回転規制壁）に、ウォームホイールギヤ３の回転時に当接し、ウォームホイールギヤ３の回転を規制する機能を有する。一方、ピン１０には、図１に示す如く、コネクティングロッド２０が連結されており、ウォームホイールギヤ３の回転運動を、コネクティングロッド２０によって、直線運動にしてモータ駆動装置１の出力側に伝達する。
【００１６】
次に、モータ駆動部１１について、図３を参照して説明する。図３において、シャフト５の両側の端部には、軸方向に移動自在な軸受１３，１６がそれぞれシャフト５に嵌って設けられている。また、シャフト５の中央に対して両側に設けられる軸受１３，１６の外側には、皿ばね１２、１５の一端がそれぞれの軸受１３，１６に当接した状態でそれぞれ配設されている。この様な構成により、シャフト５に軸方向の力が作用した場合には、その力を一方の皿ばね１２，１５により軸方向に作用する力を吸収して撓む。この場合、モータ軸６はウォームホイールギヤ側の一方の端部が二面巾突起６ａとなっており、シャフト５のモータ側の端部に設けられた二面巾溝５ａに嵌合した状態となっているが、二面巾溝５ａに沿って、シャフト５はモータ軸６に対し、軸方向に移動自在となる。また、モータ軸６は一端をモータケース７ａに支えられた軸受２２によって支持され、他端をハウジング２に嵌合した軸受２１に支持されている。更に、モータ７は、モータケース７ａによってハウジング２にボルト２３によって固定されている。この構成において、軸受１３，１６の中央に、ウォームギヤ４とウォームホイールギヤ３の噛合面１９を備える。
【００１７】
ウォームホイールギヤ３がモータ７により所定角度だけ回転を行うと、ウォームホイールギヤ３上のピン８はスリーブ２４を介してストッパ９に当接し、回転が規制される。図４に、ウォームホイールギヤ３の回転がストッパ９により、規制された場合の状態図を示す。つまり、ストッパ９は、ハウジング２の凹部に一体で形成された側壁によってストッパ機構を持たせており、スリーブ２４によりピン８を受けた状態で、ウォームホイールギヤ３が回転し、スリーブ２４が移動した場合に、スリーブ２４の端面が面接触した状態で当接する角度に、ストッパ機構を有するハウジング２の側壁が形成されている。
【００１８】
ピン８はスリーブ２４の内径側に形成された凹部にて係合しており、スリーブ２４は、ウォームホイールギヤ３とハウジング２との間に配設されるコイル状のスプリング２５によって、一方向に付勢された状態でハウジング内に配設されている。スプリング２５は一端が中央に円筒部を有するスリーブ２６によって受けられ、他端には同じく中央に円筒部を有するスリーブ２６が配設され、スリーブ２６はハウジング２に形成された、ウォームホイールギヤ３の中心に向かって延在する突起２７により支持されている。以上、説明した構成により、スリーブ２４，２６、スプリング２５、突起２７により、ウォームホイールギヤ３を一方向に付勢する付勢手段２８を構成している。
【００１９】
図５は、ピン８とスリーブ２４との係合状態を位置関係で示した状態遷移図である。図５の（ａ）に示すように、スリーブ２４の凹部はピン８の外径と同等もしくはそれよりも若干大きな径を有する円弧部２４ａと直線部２４ｂとから構成される。スリーブ２４は、中央部分が円弧部２４ａとなっており、その周縁部分が直線部２４ｂとなり、両部分の境界は段差なく滑らかな状態になっている。モータ７が駆動されていない場合には、ピン８とスリーブ２４の係合は、図５の（ａ）に示す状態を保持する。この場合、ピン８はスリーブ２４に形成された凹部の円弧部２４ａの中央に当接する。スリーブ２４の凹部と反対側の円筒部２４ｃには、スプリング２５が係止され、スリーブ２４を一方向に付勢する様に機能する。
【００２０】
次に、上記した構成のモータ駆動装置１の作動について説明する。モータ７に外部より通電がなされると、モータ７が駆動を行う。モータ７の駆動により、モータ軸６が回転し、モータ軸６に同軸で配設されるシャフト上に設けられるウォームギヤ４が回転する。その結果、ウォームギヤ４に噛合するウォームホイールギヤ３に回転力が伝達され、ウォームホイールギヤ３により、減速されて回転し、ウォームホイールギヤ３上のピン１３により連結されたコネクティングロッド２０を介して、外部に軸方向の動力（モータ駆動装置１の出力である力、変位）が伝達される。この様な動作過程において、モータ７により駆動が成されていない状態、つまり、図１に示す状態においては、ピン８とスリーブ１０との位置関係は、図５に示す（ａ）の状態となる。
【００２１】
この状態から、ウォームホイールギヤ３の回転を規制する動作を説明すると、ウォームホイールギヤ３が回転を行い、所定角度だけ回転すると、図４に示す様に、ウォームホイールギヤ上のピン８はスリーブ２４を介して、ハウジング２の凹部に形成されたストッパ９に当接する。この場合、ピン８とスリーブ２４との当接点は、図５の（ａ）に示す如く、円弧部２４ａの中央からずれた、点２９にて当接する、図５の（ｂ）に示す状態に推移する。しかし、駆動側のモータ軸６、シャフト５、ウォームホイールギヤ３の慣性のため、ウォームホイールギヤ３の回転は急に停止しない。この事から、ピン８は（ｂ）に示す状態よりも、更に回転を進め、直線部２４ｂに移行して、スリーブ２４をピン８の進行方向（図中に示す方向）に押す。その結果、スリーブ２４は押し下げられ、ピン８はスリーブ２４凹部の直線部２４ｂ上の点３０での当接となる、（ｃ）に示す状態に遷移する。この場合、この押し下げによる変位量ΔＬは、スプリング１５の撓みとして、エネルギー吸収され、当接点での衝撃力は緩和される。このように衝撃力を緩和することにより、ウォームギヤ４とウォームホイールギヤ３の噛合面１９でのギヤロックを回避しながら、ウォームホイールギヤ３の回転規制を行うことができる。
【００２２】
本実施形態においては、ウォームホイールギヤ３の回転をピン８とスリーブ２４との相対移動により吸収する構成としたが、この場合、スリーブ２４には円弧部２４ａと直線部２４ｂが連続的に形成されているので、ウォームホイールギヤ３の回転がストッパ９により規制されても、ピン８が円弧部２４ａから直線部２４ｂに移動した場合、ウォームホイールギヤ３の回転が急激に抑制されることなく、衝撃力をスプリング２５を含む緩衝機構により滑らかに吸収できるので、噛合面１９の確実な保護を図ることができる。
【００２３】
以上に説明した構成ならびに作動から明らかなように、本発明に関わるモータ駆動装置１は、ウォームホイールギヤ３上のピン８と、ピン８を受けるスリーブ２４、及びスプリング２５の動きによって、ストッパ９への当接による衝撃力を緩和し、ギヤロックの発生を確実に防止して、噛合面１９の確実な保護を図ることができる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、回転規制手段によりウォームホイールギヤの回転が規制されたとき、ウォームホイールギヤに掛かる慣性による回転力により、ウォームホイールギヤの噛合面で発生する衝撃力を緩和し、ウォームギヤとウォームホイールギヤの間で発生するギヤロックを回避することができる。
【００２５】
これは、モータ駆動によりウォームギヤとウォームホイールギヤを介して力、変位を出力する系において、機能上回転規制が必要とされるとき、スリーブ、スプリングなどを効果的に用いて回転規制時の衝撃を緩和し、ギヤロックの発生を回避する構成とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態におけるモータ駆動装置の構成図である。
【図２】図１に示すＡ−Ａ断面図である。
【図３】モータ駆動部の要所部分拡大図である。
【図４】図１において、ウォームホイールギヤの回動が規制された場合の状態図である。
【図５】図１に示すピンとスリーブとの係合状態を示す状態遷移図であり、（ａ）はモータの駆動力がウォームホイールギヤに作用しない通常状態、（ｂ）はモータ駆動時にストッパによりウォームホイールの回転が規制された初期状態、（ｃ）はその後の状態を示す。
【符号の説明】
１  モータ駆動装置
２  ハウジング
３  ウォームホイールギヤ
４  ウォームギヤ
６  モータ軸
７  モータ
８  ピン
１９  噛合面
２４  スリーブ
２５  スプリング（緩衝部材）
２８  付勢手段
【図１】
0003925270.tif 000002
【図２】
0003925270.tif 000003
【図３】
0003925270.tif 000004
【図４】
0003925270.tif 000005
【図５】
0003925270.tif 000006