(57)【要約】【課題】部品点数を減少させて軽量化、低コスト化を図ることができるアクチュエータを提供する。また、騒音を減少させることができると共に、性能を向上させることができるアクチュエータを提供する。【解決手段】電動モータ３と、電動モータ３の回転軸１２の軸受け部１６ｃを回転自在に支持する軸受け１８と、電動モータ３の回転軸１２の第二縮径部１６ｂと連結されるクラッチ５と、クラッチ５を介して連係された減速機構４とを備えたアクチュエータ１において、回転軸１２の第二縮径部１６ｂとクラッチ５の駆動側回転体３１とを両者に跨る１つの共有軸受け２６で回転自在に支持した。【選択図】図１
2009165331.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータと、
前記電動モータの回転軸の基端を回転自在に支持する軸受けと、
前記電動モータの回転軸の先端と連結されるクラッチと、
前記クラッチを介して連係された減速機構とを備えたアクチュエータにおいて、
前記回転軸の先端と前記クラッチの一端とを両者に跨る１つの共有軸受けで回転自在に支持したことを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
前記減速機構は複数の歯車から成り、
前記複数の歯車のうちの前記クラッチに連結されるクラッチ連結歯車は、
前記クラッチと連結する連結部の直径よりも歯車のピッチ円径が小さく設定され、
前記連結部のみに軸受けが設けられ、軸受けで前記クラッチ連結歯車を回転自在に支持すると共に、
前記クラッチの他端を前記クラッチ連結歯車を介して回転自在に支持することを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電動モータと減速機構とを一体に組付けると共に、減速機構による電動モータの回転軸の逆転を防止するクラッチを備えたアクチュエータに関し、特に車両に搭載されるアクチュエータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載されるアクチュエータとしては、例えば、自動車のパワーウインド装置がある。このパワーウインド装置は、減速機構であるウォーム減速機と電動モータとが連結されたものである。ウォーム減速機は、電動モータの回転軸に連結されるウォームと、このウォームに噛合されるウォームホイールとを備えている。そして、このウォームホイールをパワーウインド装置の出力軸に連結することにより、ウインドガラスの開閉動作を行うことができるようになっている。
【０００３】
ところで、電動モータの回転軸にはウインドガラスの自重や車両走行時の振動等の外力により回転軸に回転力が作用してしまう場合がある。そこで、外力による回転力によって電動モータの回転軸が回転してしまうのを防止するために、ウォーム減速機（ウォーム）と回転軸との間にクラッチを設ける技術が提案されている。このようにクラッチを設けることで、外力による回転力が電動モータの回転軸に伝達されるのを防止することができる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第３８２４９４２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、上述の従来技術にあっては、電動モータの回転軸とクラッチとをそれぞれ別々の軸受けで支持するため部品点数の減少化が困難で、アクチュエータの軽量化、低コスト化に限界があるという課題がある。
また、回転軸とクラッチとの同軸出しが困難であるため、両者の軸ズレによって騒音が発生してしまうばかりか回転軸からクラッチへのトルク伝達力の低下によって性能が低下してしまうという課題がある。
【０００５】
そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、部品点数を減少させて軽量化、低コスト化を図ることができるアクチュエータを提供するものである。
また、騒音を減少させることができると共に、性能を向上させることができるアクチュエータを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、電動モータと、前記電動モータの回転軸の基端を回転自在に支持する軸受けと、前記電動モータの回転軸の先端と連結されるクラッチと、前記クラッチを介して連係された減速機構とを備えたアクチュエータにおいて、前記回転軸の先端と前記クラッチの一端とを両者に跨る１つの共有軸受けで回転自在に支持したことを特徴とする。
このように構成することで、回転軸の先端とクラッチの一端とにそれぞれ別々に軸受けを設けることなく、１つの共有軸受けで各々回転自在に支持することができる。
また、１つの共有軸受けで回転軸の先端とクラッチの一端とを支持させるため、両者の同軸出しを容易に行うことが可能になる。
【０００７】
請求項２に記載した発明は、前記減速機構は複数の歯車から成り、前記複数の歯車のうちの前記クラッチに連結されるクラッチ連結歯車は、歯車のピッチ円径が前記クラッチ連結歯車の前記クラッチとの連結部の直径よりも小さく設定され、前記クラッチ連結歯車の一端のみに軸受けが設けられ、該軸受けで前記クラッチ連結歯車を回転自在に支持すると共に、前記クラッチの他端を前記クラッチ連結歯車を介して回転自在に支持することを特徴とする。
このように構成することで、クラッチ連結歯車に作用する駆動モーメントを小さく設定することが可能になり、クラッチ連結歯車を１つの軸受けで、つまり、片持ちで支持することが可能になる。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１および請求項２に記載した発明によれば、回転軸の先端とクラッチの一端とにそれぞれ別々に軸受けを設けることなく、１つの共有軸受けで各々回転自在に支持することができる。このため、軸受けの部品点数を減少させることができると共に、部品点数の減少による軽量化、低コスト化を図ることが可能になる。
また、１つの共有軸受けで回転軸の先端とクラッチの一端とを支持させるため、両者の同軸出しを容易に行うことが可能になる。このため、組み立て作業の効率化を図ることができるばかりか軸ズレによる騒音の発生を抑えることができると共に、回転軸からクラッチへのトルク伝達力を向上させることができる。
【０００９】
請求項２に記載した発明によれば、クラッチ連結歯車に作用する駆動モーメントを小さく設定することが可能になり、クラッチ連結歯車を１つの軸受けで、つまり、片持ちで支持することが可能になる。このため、モータの回転軸の基端部に設けられた軸受けと共有軸受けとクラッチ連結歯車を支持する軸受けの３つ軸受けのみでモータの回転軸からクラッチ連結歯車を回転自在に支持できるため、部品点数の減少による軽量化、低コスト化を図ることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、アクチュエータ１は、例えば、四輪車の駆動を二輪駆動と四輪駆動とに切替える駆動切替え装置用として用いられるものであって、ケーシング２内に電動モータ３と減速機構４とを備え、これら電動モータ３と減速機構４とをクラッチ５を介して連結している。
ケーシング２は、電動モータ３を収納する電動モータ収納部６と、減速機構４を収納する減速機構収納部７とを有している。ケーシング２の外周縁には、アクチュエータ１を固定するときに使用されるボルト孔８が７箇所突設されている。
【００１１】
電動モータ３は、有底円筒形状のヨーク９内にアーマチュア１０を回転自在に配置した所謂ＤＣブラシ付モータである。ヨーク９の内周面には周方向に分割された瓦状の永久磁石１１が等間隔に、且つ隣り合う磁極が互いに逆になるように固定されている。
アーマチュア１０は、回転軸１２に固定されたアーマチュアコア１３と、アーマチュアコア１３に巻装されたアーマチュアコイル１４と、アーマチュアコア１３に隣接して設けられたコンミテータ１５とで構成されている。
【００１２】
回転軸１２は、クラッチ５側先端に向かうに従って段差により軸径が細くなるように形成されている。すなわち、回転軸１２は、アーマチュアコア１３が外嵌固定される軸本体１２ａと、この軸本体１２ａよりも段差によって縮径された第一縮径部１６ａと、この第一縮径部１６ａよりも段差により縮径された第二縮径部１６ｂとがこの順で一体成形され、且つ軸本体１２ａの基端側（図１における右側）にも段差により縮径された軸受け部１６ｃが一体成形されている。
第二縮径部１６ｂには、１箇所に平面取りが施されている。回転軸１２の軸受け部１６ｃは、ヨーク９のエンド部９ａ（底部）に突出形成されたボス１７に圧入固定された軸受け１８によって回転自在に支持されている。
【００１３】
アーマチュアコア１３は、リング状の金属板を軸方向に複数枚積層したものである。金属板の外周部には平面視略Ｔ字型のティース１９が周方向に沿って等間隔に放射状に形成されている。複数枚の金属板を回転軸１２の軸本体１２ａに外嵌固定することにより、アーマチュアコア１３の外周には隣接するティース１９間に蟻溝状のスロット２０が形成されている。スロット２０は軸方向に沿って延びており、周方向に沿って等間隔に形成されている。
ティース１９には、このスロット２０を通ってエナメル被覆の巻線２１が巻装されるようになっている。これにより、アーマチュアコア１３の外周に複数のアーマチュアコイル１４が形成される。
【００１４】
コンミテータ１５は、回転軸１２の第一縮径部１６ａに外嵌固定されている。このコンミテータ１５は、アーマチュアコイル１４に流れる電流の向きを切替える、所謂整流を行うためのものであって、コンミテータ１５の外周面には、導電材で形成されたセグメント２２が取り付けられている。
【００１５】
セグメント２２は軸方向に長い板状の金属片からなり、互いに絶縁された状態で周方向に沿って等間隔に並列に固定されている。各セグメント２２のアーマチュアコア１３側の端部には、外径側に折り返す形で折り曲げられたライザ２３が一体形成され、このライザ２３に、アーマチュアコイル１４の巻き始め端部と巻き終わり端部となる巻線２１が掛け回わされている。巻線２１はヒュージングによりライザに固定されており、これによりセグメント２２とこれに対応するアーマチュアコイル１４とが電気的に接続される。
【００１６】
ヨーク９の開口端には有底筒状のカバー２４がボルト２５ａとナット２５ｂとによって締結固定されている。このカバー２４の内側には不図示のホルダステーが取り付けられており、ここにコンミテータ１５に摺接するブラシ（不図示）が設けられている。
カバー２４のエンド部２４ａ（底部）には、径方向中央に共有軸受け２６が設けられている。この共有軸受け２６は、回転軸１２の第一縮径部１６ａとクラッチ５の一端とを共に回転自在に支持するための滑り軸受けであって、筒状の軸受け本体２７とこの軸受け本体２７のクラッチ５側端に一体形成されたフランジ部２８とで構成されている。
【００１７】
クラッチ５は、電動モータ３の駆動に基づいた回転軸１２の回転力を減速機構４へ伝達する一方、外力による回転力が減速機構４を介して回転軸１２に作用し、これによって回転軸１２が逆転してしまうのを防止する、所謂ツーウェイクラッチである。
ここで、ツーウェイクラッチとは、ワンウェイクラッチが一方向（正回転、または逆回転の何れか一方）だけの駆動力を伝達するものであるのに対し、１つのクラッチで両方向（正／逆回転）に駆動力を伝達することができるものである。つまり、クラッチ５は、回転軸１２の正／逆回転の両方の回転力を減速機構４へ伝達する一方、減速機構４からの回転力は正／逆回転の何れも回転軸１２へは伝達されないようになっている。
【００１８】
このようなクラッチ５は、有底筒状のケーシング５１に内嵌された筒状のハウジング２９と、このハウジング２９の内側に回転軸１２連結されクラッチ５の一端側に配置された駆動側回転体３１と、この駆動側回転体３１と相対回転不能、且つ軸方向に移動可能に連結された従動側回転体３２とを備え、これら駆動側回転体３１、および従動側回転体３２と、ハウジング２９との間に有底筒状のハブ３０を介装してある。
【００１９】
ハウジング２９の電動モータ３側端には、内周面に段差により拡径された拡径部２９ａが形成され、ここに共有軸受け２６のフランジ部２８を受け入れることができるようになっている。
駆動側回転体３１は、略円柱状に形成されたものであって、電動モータ３側に回転軸１２の第二縮径部１６ｂに対応する連結孔３３が形成されている。これによって、駆動側回転体３１と回転軸１２とが相対回転不能、且つ軸方向に移動可能になっている。
【００２０】
また、駆動側回転体３１の電動モータ３側端には、外周面に段差により縮径された縮径部３４が形成されており、ここを共有軸受け２６が回転自在に支持するようになっている。すなわち、駆動側回転体３１の縮径部３４の外径Ｅ１は、回転軸１２の第一縮径部１６ａの外径Ｅ２と略一致するように設定されている。
【００２１】
さらに、駆動側回転体３１の電動モータ３とは反対側端に段差により形成された縮径部３５には、従動側回転体３２が外嵌されている。駆動側回転体３１の縮径部３５には、１箇所に平面取りが施されている一方、縮径部３５を受け入れる従動側回転体３２の連結孔３６は、縮径部３５に対応するように形成されている。これによって、両者３１，３２は相対回転不能、且つ軸方向に移動可能になっている。
【００２２】
駆動側回転体３１、および従動側回転体３２は、互いに重ね合わさった状態で有底筒状のハブ３０内に収納されている。つまり、駆動側回転体３１、および従動側回転体３２と、ハウジング２９との間にハブ３０が介装された状態になっている。
ハブ３０は、この開口部が電動モータ３側となるように設けられている。ハブ３０とハウジング２９との間には、コイルスプリング５２が設けられている。このコイルスプリング５２は、それぞれ駆動側回転体３１、および従動側回転体３２の回転駆動に応じて径方向内側に向かって縮径変形したり、径方向外側に向かって拡径変形したりするようになっている。
【００２３】
すなわち、クラッチ５は、まず駆動側回転体３１が駆動した場合、駆動側回転体３１が駆動することでコイルスプリング５２が縮径変形し、これがハブ３０を介して駆動側回転体３１と従動側回転体３２を一体化させて両者が共回りする。このため、駆動側回転体３１から従動側回転体３２に回転力が伝達される。
【００２４】
これに対し、ハブ３０が駆動側回転体３１よりも先に駆動するような場合には、従動側回転体３２が駆動することでコイルスプリング５２が拡径変形し、コイルスプリング５２とハウジング２９との間に摩擦抵抗力が生じる。これによって、従動側回転体３２の回転が規制されるので、ハブ３０から駆動側回転体３１への回転力の伝達が防止される。
【００２５】
ハブ３０のエンド部３０ａ（底部）には、軸方向外側に向かって突出するボス部３７が形成され、ここに減速機構４を構成する第一ピニオン３８が圧入固定されている。なお、減速機構４は、第一ピニオン３８、第二ピニオン４３、第一平歯車４２、第二平歯車４４、およびウォーム減速機４７で構成されている。
第一ピニオン３８は、筒状に形成されたものであって、基端側に形成されクラッチ５と連結される連結部４０と、先端側に形成された歯部４１とが一体成形されている。第一ピニオン３８の連結部４０は、ハウジング２９の電動モータ３とは反対側端に設けられた軸受け３９に回転自在に支持されている。すなわち、第一ピニオン３８の連結部４０に圧入されているハブ３０は、軸受け３９に第一ピニオン３８を介して回転自在に支持された状態になっている。
【００２６】
ここで、歯部４１のピッチ円径ＰＣは連結部４０の直径よりも小さく設定されている。このようにすることで、歯部４１のピッチ円径ＰＣが連結部４０の直径よりも大きく設定されている場合と比較して第一ピニオン３８に作用する駆動モーメントを小さくすることができる。このため、第一ピニオン３８の連結部４０のみに軸受け３９を設ける、つまり、第一ピニオン３８を片持ちで支持することが可能になる。
【００２７】
第一ピニオン３８の歯部４１には、第一平歯車４２が噛合されている。第一平歯車４２には、電動モータ３側に延出する第二ピニオン４３が一体成形されており、これら第一平歯車４２、および第二ピニオン４３は、ケーシング２と電動モータ３のカバー２４とで回転自在に支持されている。
【００２８】
第二ピニオン４３には、第二平歯車４４が噛合されている。第二平歯車４４は、ウォーム減速機４７の一方を構成するウォーム４５と一体成形されている。ウォーム４５は、ケーシング２に設けられたウォーム収容部４８に収容され、このウォーム収容部４８に設けられた軸受け４９，４９によって回転自在に支持されている。
なお、ウォーム４５は、この軸線Ｐ１が電動モータ３の軸線Ｐ２に沿うように設けられている。
【００２９】
ウォーム４５には、ウォーム減速機４７の他方を構成するヘリカルギア４６が噛合されている。ヘリカルギア４６の径方向略中央には、ヘリカルギア４６と共に回転可能に連結された出力軸５０が電動モータ３の回転軸１２と直交する方向に沿うように設けられている。なお、この出力軸５０が回転することによって図示しない駆動切替え装置が駆動し、四輪車の駆動を二輪駆動と四輪駆動とに切替わるようになっている。
【００３０】
したがって、上述の実施形態によれば、回転軸１２の第一縮径部１６ａとクラッチ５の駆動側回転体３１とにそれぞれ別々の軸受けを設けることなく、１つの共有軸受け２６で両者１２，５を回転自在に支持することができる。このため、軸受けの部品点数を減少させることができると共に、部品点数の減少による軽量化、低コスト化を図ることが可能になる。
【００３１】
また、１つの共有軸受け２６で回転軸１２の第一縮径部１６ａとクラッチ５の駆動側回転体３１とを支持しているため、両者１２，５の同軸出しを容易に行うことが可能になる。このため、組み立て作業の効率化を図ることができるばかりか軸ズレによる騒音の発生を抑えることができると共に、回転軸１２からクラッチ５へのトルク伝達力を向上させることができる。
【００３２】
さらに、クラッチ５に連結された第一ピニオン３８の歯部４１は、このピッチ円径ＰＣが連結部４０の直径よりも小さく設定されている。このため、歯部４１のピッチ円径ＰＣが連結部４０の直径よりも大きく設定されている場合と比較して第一ピニオン３８に作用する駆動モーメントを小さくすることができ、第一ピニオン３８を片持ちで支持することが可能になる。これに加え、第一ピニオン３８の連結部４０に圧入されているクラッチ５のハブ３０が軸受け３９に第一ピニオン３８を介して回転自在に支持されている。よって、さらに部品点数の減少による軽量化、低コスト化を図ることが可能になる。
【００３３】
なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
また、上述の実施形態では、回転軸１２の第二縮径部１６ｂに平面取りが施されている一方、クラッチ５の駆動側回転体３１には、第二縮径部１６ｂに対応する形状の連結孔３３が形成されている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、回転軸１２と駆動側回転体３１とが相対回転不能、且つ軸方向に移動可能であればよく、例えば、第二縮径部１６ｂを２方面取りや断面多角に形成し、これに対応して駆動側回転体３１の連結孔３３を形成すればよい。
【００３４】
さらに、上述の実施形態では、駆動側回転体３１の縮径部３５に平面取りが施されている一方、従動側回転体３２には、縮径部３５に対応する連結孔３６が形成されている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、駆動側回転体３１と従動側回転体３２とが相対回転不能、且つ軸方向に移動可能であればよく、例えば、駆動側回転体３１の縮径部３５を２方面取りや断面多角に形成し、これに対応して従動側回転体３２の連結孔３６を形成すればよい。
【００３５】
そして、上述の実施形態では、共有軸受け２６が滑り軸受けである場合について説明したが、これに限られるものではなく、共有軸受け２６が転がり軸受けであってもよい。
また、上述の実施形態では、ウォーム減速機４７がウォーム４５とヘリカルギア４６とで構成されている場合について説明したが、これに限られるものではなく、ヘリカルギア４６に代わってウォームホイールを用いてもよい。
【００３６】
また、上述の実施形態では、減速機構４が第一ピニオン３８、第二ピニオン４３、第一平歯車４２、第二平歯車４４、およびウォーム減速機４７で構成されている場合について説明したが、これに限られるものではなく、電動モータ３の回転速度を減速できる歯車構造であればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施形態におけるアクチュエータの構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  アクチュエータ
３  電動モータ
４  減速機構
５  クラッチ
１２  回転軸
１６ａ  第一縮径部
１６ｂ  第二縮径部（先端）
１６ｃ  軸受け部（基端）
１８  軸受け
３１  駆動側回転体
３８  第一ピニオン（クラッチ連結歯車）
ＰＣ  ピッチ円径
【図１】
2009165331.tif 000003