JP2008005602A - ウオーム減速機付モータ - Google Patents

Abstract

【課題】通常の回転時には摩擦抵抗力を抑制可能とし、ウオームホイール側からモータ軸側へ逆回転力が加えられた時は所期の摩擦抵抗力を発生可能とする。
【解決手段】ハウジング１１に支承されたモータ軸１６の一端部にウオーム１７が設けられ、ウオーム１７にウオームホイール１８が噛合され、モータ軸１６の軸方向端面にエンドスペーサ３０が設けられているウオーム減速機付モータ１０において、エンドスペーサ３０のハウジング１１側の摺接面３３に４個の摩擦力調整凸部３４を突設し、各摩擦力調整凸部３４の周方向の片側部分には緩斜面部３６を形成し、反対側部分には急斜面部３５を形成し、緩斜面部３６の頂上と急斜面部３５の頂上との間には平坦面部３７を形成する。摩擦力調整凸部は、通常正回転時には摩擦抵抗力を抑制し、ウオームホイール側からモータ軸側へ逆回転力が加えられた時は大きな摩擦抵抗力を発生する。
【選択図】図３

Description

本発明は、ウオーム減速機付モータに関し、特に、スラスト軸受構造の改良に係り、例えば、自動車に搭載される電装品を駆動するのに利用して有効なものに関する。

一般に、自動車に搭載される電装品の一つであるパワーウインド装置の駆動装置においては、外力による逆転を防止するために、ウオーム減速機付モータが使用されている。
しかるに、パワーウインド装置においては、不心得者が閉鎖状態の窓ガラスを強く押し下げることが想定されるために、ウオーム減速機の逆転防止機能のみならず、別途、ウオーム減速機内に逆転防止機構を設けて防犯性の向上を図ることが提唱されている。
しかしながら、従来のこの種の逆転防止機構は部品点数が多いうえに組み付け性に劣るという問題点があった。

そこで、ウオームが一体的に形成されたモータ軸の端面に、モータ軸に作用するスラスト力を受けてモータ軸の逆転を摩擦抵抗力によって制動する樹脂製のエンドスペーサを設けることが提案されている。例えば、特許文献１参照。

特開平８−２７５４５４号公報

しかしながら、前記したエンドスペーサにおいては、モータ軸の上昇作動および下降作動のいずれの回転でも同一の摩擦抵抗力が発生してしまうために、モータ軸から出力軸への動力伝達効率を低下させてしまうという問題点がある。

本発明の目的は、通常の回転時には摩擦抵抗力を抑制することができ、ウオームホイール側からモータ軸側へ逆回転力が加えられた時は所期の摩擦抵抗力を発生することができるウオーム減速機付モータを提供することにある。

前記した課題を解決するための手段は、ハウジングに回転自在に支承されたモータ軸の一端部にウオームが設けられているとともに、前記ウオームにウオームホイールが噛合されており、前記モータ軸の軸方向端面と前記ハウジングとの間にエンドスペーサが設けられているウオーム減速機付モータにおいて、
前記エンドスペーサは前記モータ軸の軸方向端面または前記ハウジングに固定される固定部と、前記モータ軸の軸方向端面または前記ハウジングの他方に摺接する摺接部とを備えており、
前記エンドスペーサの前記摺接部には複数の摩擦力調整凸部が突設されており、
前記各摩擦力調整凸部の周方向の片側部分には緩斜面部が形成されており、
前記各摩擦力調整凸部の周方向の反対側部分には急斜面部が形成されており、
前記緩斜面部の頂上と前記急斜面部の頂上との間には当接面部が形成されていることを特徴とする。

前記した手段によれば、複数の摩擦力調整凸部により、通常の回転時には摩擦抵抗力を小さく抑制することができ、ウオームホイール側からモータ軸側へ逆回転力が加えられた場合には所期の摩擦抵抗力を発生することができる。

本実施の形態において、本発明に係るウオーム減速機付モータは、自動車に搭載されるパワーウインド装置を駆動するためのウオーム減速機付モータとして構成されている。

本実施の形態に係るウオーム減速機付モータ１０は、図１および図２に示されているように、ハウジング１１を備えており、ハウジング１１はモータ部１２とギヤ部１３とが直列的に連結されて構成されている。
ウオーム減速機付モータ１０のモータ軸１６はハウジング１１に全長にわたって軸架されており、モータ軸１６のモータ部１２側の端部は、モータ部１２の端部に配設された自己調芯機能を有するラジアル軸受１４によって支承されている。
モータ軸１６のギヤ部１３側の端部および中間部は、ギヤ部１３の端部および中間部に配設されたラジアル軸受１５Ａ、１５Ｂによって回転自在に支承されている。

ギヤ部１３内に収納されたモータ軸１６の中間部にはウオーム１７が形成されており、ウオーム１７にはウオームホイール１８が噛合されている。ウオーム１７の外周面にはグリス（図示省略）が塗布されている。
図２に示されているように、ウオームホイール１８には出力軸２０が緩衝部材１９を介して連結されており、出力軸２０には窓ガラス開閉機構（図示せず）に連動される出力ギヤ２１が嵌着されている。

モータ軸１６のモータ部１２側端面およびギヤ部１３側端面には、窓ガラスの昇降に伴って発生するモータ軸１６のスラスト力を受けてモータ軸１６の逆回転を防止するエンドスペーサ３０が一対、それぞれ一体回転するように圧入されて固定されている。
すなわち、一般的な自動車では、同一のパワーウインド用の減速機付モータｌ０を左右のドア内に左右反転させて組込むことが実施されている。その結果、窓ガラスの押下げに伴って発生するスラスト力の方向も反転することになるので、何れの方向のスラスト力にも対応するようにモータ軸１６の両端面に一対のエンドスペーサ３０、３０が組み付けられている。

エンドスペーサ３０はポリイミド樹脂等の耐摩耗性を有する樹脂が使用されて一体成形されており、四角柱形状に形成された固定部３１と円盤形状に形成された摺接部（スペーサ部）３２とを備えている。
エンドスペーサ３０は固定部３１がモータ軸１６の圧入凹部１６ａに圧入されることにより、モータ軸１６に一体回転するように固定されている。

モータ軸１６のモータ部１２側端面に固定されたエンドスペーサ３０は、モータ部１２の対向面に形成されたスラスト受け部２２に摺接部３２の固定部３１と反対側端面を対向している。
他方、モータ軸１６のギヤ部１３側の先方に形成されたスラスト受け部２３には金属プレート２４が一体的に組み付けられており、モータ軸１６のギヤ部１３側端面に固定されたエンドスペーサ３０は、金属プレート２４に摺接部３２の固定部３１と反対側端面を対向している。
そして、窓ガラスの押下げに基づいてウオームホイール１８からウオーム１７に逆転力およびスラスト力が作用した場合には、何れかのエンドスペーサ３０、３０がスラスト力を受けてモータ部１２側のスラスト受け部２２または金属プレート２４に押圧し、この押圧力に基づいて逆転力に抗する摩擦制動力を発生させるようになっている。

図３（ａ）はモータ軸１６のギヤ部１３側端部のスラスト受け部２３を示している。
次に、モータ軸１６のギヤ部１３側端部のスラスト受け部２３に配置されたエンドスペーサ３０を代表例にして、エンドスペーサ３０の構成を説明する。

図３（ａ）に示されているように、エンドスペーサ３０の摺接部３２の固定部３１と反対側端面であってスラスト受け部２３の金属プレート２４に対向する端面（以下、摺接面という。）３３には、摩擦力を調整するための凸部（以下、摩擦力調整凸部という。）３４が４個、側面視が略卍字形状になるように配置されて摺接面３３に直角に突設されている。
すなわち、図３（ｂ）に示されているように、各摩擦力調整凸部３４は側面視が長方形になるように形成されており、４個の摩擦力調整凸部３４、３４、３４、３４は、長方形の同一の片方の長辺が９０度の位相差を持つ４本の法線上に一致するようにそれぞれ配置されている。

図３（ｃ）に示されているように、切断面が法線に直交する摩擦力調整凸部３４の横断面形状は楔形形状に形成されている。
摩擦力調整凸部３４の周方向の片側部分には急斜面部３５が形成されているとともに、周方向の反対側部分には緩斜面部３６が形成されており、急斜面部３５の頂上と緩斜面部３６の頂上との間には当接面部としての平坦面部３７が摺接面３３と平行に形成されている。
急斜面部３５と平坦面部３７との和の長さをＬ１、緩斜面部３６の長さをＬ２、金属プレート２４の表面から平坦面部３７までの高さをｈ１、金属プレート２４の表面から摺接面３３までの高さをｈ２、急斜面部３５の傾斜角をΘ１、緩斜面部３６の傾斜角をΘ２とすると、急斜面部３５と緩斜面部３６と平坦面部３７とは、次の各式を満足するように設定されている。
１／５≦Ｌ１／Ｌ２≦１／２・・・（１）
０．００１≦ｈ１／ｈ２≦０．６７・・・（２）
１．１６≦Θ１／Θ２≦５．３９・・・（３）

図３（ｂ）に示されているように、モータ軸１６が窓ガラスを上昇させる時の回転方向（以下、正回転方向とする。）４１において、緩斜面部３６側が進行方向の前側となるように、摩擦力調整凸部３４は設定されている。
また、モータ軸１６が正回転方向に回転する時において、モータ軸１６をモータ部１２側に押すスラスト力が作用するように、ウオーム１７とウオームホイール１８との関係が設定されている。

次に、作用および効果を説明する。

以上のように構成されたウオーム減速機付モータ１０がパワーウインド装置に実装されて窓ガラスを上昇させる正回転方向に運転されると、ウオーム減速機付モータ１０のモータ軸１６の正回転方向の回転力は、ウオーム１７→ウオームホイール１８→緩衝部材１９→出力軸２０→出力ギヤ２１を経由して窓ガラス開閉機構に伝達される。
これにより、窓ガラス開閉機構は窓ガラスを上昇させる。

この際には、図３（ｃ）に示されているように、摩擦力調整凸部３４の回転方向が緩斜面部３６側が進行方向前側となる正回転方向４１であることにより、グリースの流れ方向４２が一点鎖線矢印で示された方向になるために、エンドスペーサ３０の平坦面部３７と金属プレート２４との当接面間に正圧の油膜４３を創出することができる。
この正圧の油膜４３により、エンドスペーサ３０と金属プレート２４との間の摩擦抵抗力を低減することができるので、正回転方向４１への回転時におけるモータ軸１６から出力軸２０への動力伝達効率を向上させることができる。

窓ガラスが上昇された状態において、不心得者が窓ガラスを強く押し下げると、この押し下げ力は、窓ガラス開閉機構→出力ギヤ２１→出力軸２０→緩衝部材１９→ウオームホイール１８→ウオーム１７を経由してモータ軸１６に、モータ軸１６を逆回転させようとする逆回転力として作用するとともに、図３（ｃ）に二点鎖線矢印で示されているように、エンドスペーサ３０の平坦面部３７を金属プレート２４に押接させる方向のスラスト力４４を発生させる。
エンドスペーサ３０と金属プレート２４との押接面は、このスラスト力４４によって逆回転力に抗する摩擦制動力を発生させるために、モータ軸１６の逆回転に伴う窓ガラスの押下げは確実に阻止されることになる。

この際には、図３（ｃ）に示されているように、摩擦力調整凸部３４の回転方向が急斜面部３５側が進行方向前側となる逆回転方向（破線矢印４５参照）であることにより、グリースの流れ方向４２が一点鎖線矢印で示された方向と逆になるために、エンドスペーサ３０の平坦面部３７と金属プレート２４との当接面間に正圧の油膜４３が創出されることはない。つまり、エンドスペーサ３０すなわちモータ軸１６と金属プレート２４との間の摩擦抵抗力が低減されることはない。

ウオーム減速機付モータ１０が窓ガラスを下降させる逆回転方向に運転されると、ウオーム減速機付モータ１０のモータ軸１６の逆回転方向４５（図３参照）の回転力は、ウオーム１７→ウオームホイール１８→緩衝部材１９→出力軸２０→出力ギヤ２１を経由して窓ガラス開閉機構に伝達される。
これにより、窓ガラス開閉機構は窓ガラスを下降させる。

この際には、図３（ｃ）に示されているように、摩擦力調整凸部３４の回転方向が急斜面部３５側が進行方向前側となる逆回転方向４５であることにより、エンドスペーサ３０の平坦面部３７と金属プレート２４との当接面間へのグリースの供給量は減少するために、エンドスペーサ３０の平坦面部３７と金属プレート２４との当接面間に生成される正圧の油膜４３は減少することになる。
しかし、窓ガラスを下降させる際には、窓ガラス等の自重が摩擦抵抗力を低減させる方向に作用するので、逆回転方向４５への回転時におけるモータ軸１６から出力軸２０への動力伝達効率は低下することなく、よって、出力軸２０への負荷を増加させることはない。

図４は本発明の他の実施の形態に係るエンドスペーサを示している。
本実施の形態に係るエンドスペーサ３０Ａが前記実施の形態に係るエンドスペーサ３０と異なる点は、摩擦力調整凸部３４Ａが放射状に配設されており、当接面部が球面形状部３７Ａに形成されている点である。

本実施の形態によれば、前記実施の形態の作用および効果に加えて、初期や起動時等に発生する摩耗粉が隣り合う摩擦力調整凸部３４Ａ、３４Ａの隙間に侵入するのを防止することができるという作用および効果が奏される。

なお、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において、種々変更可能であることはいうまでもない。

例えば、前記実施の形態においては、エンドスペーサがモータ軸の軸方向端面に設けられているが、本発明はこれに限らず、ハウジングのモータ軸に対向する部位に設けてもよい。

前記実施の形態においては、パワーウインド装置に使用した場合について説明したが、本発明はこれに限らず、パワーシート装置やパワーサンルーフ装置等の自動車に搭載される電装品や電動ベッド用アクチュエータ等のモータ軸からの力の作用によるモータ軸の逆回転を防止する必要がある場合全般に使用することができる。

本発明の一実施の形態であるウオーム減速機付モータを示す一部切断正面図である。 図１のII−II線に沿う断面図である。 モータ軸のギヤ部側端部のスラスト受け部を示しており、（ａ）は正面断面図、（ｂ）はエンドスペーサの側面図、（ｃ）は（ｂ）のｃ−ｃ線に沿う断面図である。 本発明の他の実施の形態に係るエンドスペーサを示しており、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は（ｂ）のｃ−ｃ線に沿う断面図である。

符号の説明

１０…ウオーム減速機付モータ、１１…ハウジング、１２…モータ部、１３…ギヤ部、１４、１５Ａ、１５Ｂ……ラジアル軸受、１６…モータ軸、１６ａ…圧入凹部、１７…ウオーム、１８…ウオームホイール、１９…緩衝部材、２０…出力軸、２１…出力ギヤ、２２、２３…スラスト受け部、２４…金属プレート、３０…エンドスペーサ、３１…固定部、３２…摺接部（スペーサ部）、３３…摺接面、３４…摩擦力調整凸部、３５…急斜面部、３６…緩斜面部、３７…平坦面部（当接面部）、Ｌ１…急斜面部と平坦面部との和の長さ、Ｌ２…緩斜面部の長さ、ｈ１…金属プレートの表面から平坦面部までの高さ、ｈ２…金属プレートの表面から対向面までの高さ、Θ１…急斜面部の傾斜角、Θ２…緩斜面部の傾斜角、４１…正回転方向（モータ軸が窓ガラスを上昇させる時の回転方向）、４２…グリースの流れ方向、４３…正圧の油膜、４４…エンドスペーサを金属プレートに押接させる方向のスラスト力、４５…逆回転方向、３０Ａ…エンドスペーサ、３４Ａ…摩擦力調整凸部、３７Ａ…球面形状部（当接面部）。

Claims (7)

1. ハウジングに回転自在に支承されたモータ軸の一端部にウオームが設けられているとともに、前記ウオームにウオームホイールが噛合されており、前記モータ軸の軸方向端面と前記ハウジングとの間にエンドスペーサが設けられているウオーム減速機付モータにおいて、
   前記エンドスペーサは前記モータ軸の軸方向端面または前記ハウジングに固定される固定部と、前記モータ軸の軸方向端面または前記ハウジングの他方に摺接する摺接部とを備えており、
   前記エンドスペーサの前記摺接部には複数の摩擦力調整凸部が突設されており、
   前記各摩擦力調整凸部の周方向の片側部分には緩斜面部が形成されており、
   前記各摩擦力調整凸部の周方向の反対側部分には急斜面部が形成されており、
   前記緩斜面部の頂上と前記急斜面部の頂上との間には当接面部が形成されていることを特徴とするウオーム減速機付モータ。
2. 前記急斜面部と前記当接面部との和の長さをＬ１、前記緩斜面部の長さをＬ２、相手方当接面から前記当接面部までの高さをｈ１、相手方当接面から前記エンドスペーサの対向面までの高さをｈ２、前記急斜面部の傾斜角をΘ１、前記緩斜面部の傾斜角をΘ２とすると、前記急斜面部と前記緩斜面部と前記当接面部とは、次の各式、
   １／５≦Ｌ１／Ｌ２≦１／２、
   ０．００１≦ｈ１／ｈ２≦０．６７、
   １．１６≦Θ１／Θ２≦５．３９、
   を満足するように設定されていることを特徴とする請求項１に記載のウオーム減速機付モータ。
3. 前記複数の摩擦力調整凸部は回転対称形に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載のウオーム減速機付モータ。
4. 前記複数の摩擦力調整凸部は放射形状に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載のウオーム減速機付モータ。
5. 前記当接面部は平坦面部に形成されていることを特徴とする請求項１、２、３または４に記載のウオーム減速機付モータ。
6. 前記当接面部は球面形状部に形成されていることを特徴とする請求項１、２、３または４に記載のウオーム減速機付モータ。
7. パワーウインド装置に使用されるウオーム減速機付モータであって、
   前記モータ軸が窓ガラスを上昇させる時の回転方向において、前記緩斜面部側が進行方向の前側となるように、前記エンドスペーサが前記モータ軸またはハウジングに設けられており、
   前記モータ軸が前記回転方向に回転する時において、前記エンドスペーサの前記摩擦力調整凸部を相手方の当接面に押すスラスト力が作用するように、前記ウオームと前記ウオームホイールとが構成されていることを特徴とする請求項１、２、３、４、５または６に記載のウオーム減速機付モータ。

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