JP2008092777A - 減速機構付モータ - Google Patents

Abstract

【課題】クラッチハウジングの寸法精度や成形性を低下させることなく、ワンウェイクラッチの耐久性を向上することができる減速機構付モータの提供。
【解決手段】クラッチハウジング３３ａの内側の底部にクラッチハウジング３３ａよりも高硬度の素材よりなるスラストプレート３３ｅを設けるとともに、スラストプレート３３ｅに対して転動する一対の第２スチールボール３３ｆを設けた。これにより、モータ軸２４からのスラスト荷重を高硬度のスラストプレート３３ｅが受けて、クラッチハウジング３３ａの内側の底部が磨耗することを防止することができる。クラッチハウジング３３ａを焼入れ処理したり高硬度の素材で成形したりする必要が無く、クラッチハウジング３３ａの寸法精度や成形性を低下させずに、ワンウェイクラッチ３３の耐久性を向上することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、パワーウィンドウ装置等のアクチュエータとして用いられる減速機構付モータに関する。

一般に、自動車等の車両に搭載されるパワーウィンドウ装置に用いられるアクチュエータとしては、比較的大きな出力が得られる減速機構付モータが用いられている。このパワーウィンドウ装置に用いられる減速機構付モータは、ウィンドウが外力負荷により開けられてしまうのを防止することが要求され、このための手法としては、減速機構を構成するウォームとウォームホイールとの減速比によって発生するトルクや、ウォームホイールへの外力負荷時やウォームホイールの回転駆動時のモータ軸の軸方向への変位によって発生する摩擦力等を利用することが知られている。

ところで、減速比によって発生するトルクやモータ軸の軸方向への変位によって発生する摩擦力は、外力負荷によりウィンドウが開けられることを防止し得るものの、通常のウィンドウの開閉時、つまり運転者によるウィンドウの開閉操作時においては、これらのトルクや摩擦力が電動モータの駆動抵抗となり、その結果、モータ効率を低下させることになる。そこで、このようなモータ効率の低下を抑制するために、モータ軸の軸方向への変位やモータ軸の回転方向に応じて作動または非作動するワンウェイクラッチを備えた減速機構付モータが、例えば、特許文献１に記載されている。

この特許文献１に記載された減速機構付モータは、モータ軸の先端側を覆う有底筒状のクラッチハウジングとモータ軸の先端側に装着されモータ軸の先端側の直径寸法よりも小さい直径寸法のスチールボールとを有するワンウェイクラッチを備えており、このワンウェイクラッチを構成するクラッチハウジングとスチールボールとは、相互に直接接触するようになっている。
特開２００５−１１０４４９号公報

しかしながら、上述の特許文献１に記載された減速機構付モータによれば、スチールボールの直径寸法が小さいことや、スチールボールを介してクラッチハウジングの底部に伝わるスラスト荷重が大きい（例えば１００ｋｇｆ）こと等からクラッチハウジングの底部が早期に磨耗し、これにより、クラッチハウジングとスチールボールとの摩擦力が増大してモータ効率が低下するといった問題が生じ得た。

そこで、このような問題を解決すべく、鋳造成形等の加工手段により形成されるクラッチハウジングを焼入れ処理して高硬度にしたり、クラッチハウジングを予め高硬度の素材を用いて形成したりすることによりクラッチハウジング自体の耐久性を向上させることが考えられる。しかしながら、前者においては、クラッチハウジングの大きさに対する熱変形量が大きいため、ワンウェイクラッチを作動させるために必要な寸法精度の確保が困難になるといった問題が生じる。また、後者においては、クラッチハウジングの成形性の低下等を招くといった問題が生じる。

本発明の目的は、クラッチハウジングの寸法精度や成形性を低下させることなく、ワンウェイクラッチの耐久性を向上することができる減速機構付モータを提供することにある。

本発明の減速機構付モータは、ウォームが一体的に設けられたモータ軸を有する電動モータと、前記ウォームと噛合い前記モータ軸の回転を減速するウォームホイールと、前記電動モータに取付けられ前記ウォームホイールを収容するギヤケースと、前記モータ軸の先端側に設けられ前記ウォームホイールから前記モータ軸への外力負荷時に前記モータ軸と前記ギヤケースとの相対回転を規制するワンウェイクラッチとを備えた減速機構付モータであって、有底筒状に形成されるクラッチハウジングと、前記クラッチハウジングの内側の底部に設けられ、前記クラッチハウジングよりも高硬度の素材により形成されるスラストプレートと、前記クラッチハウジングの内周面に形成され、溝深さが周方向に沿って変化する溝部と、前記溝部に設けられ、前記溝部の形状に倣って移動可能な移動部材と、前記移動部材の内側に前記移動部材に対して接触して設けられ、前記モータ軸の回転に応じて回転可能な軸状部材と、前記モータ軸の軸方向に対する前記スラストプレートと前記軸状部材との間に転動自在に設けられるスチールボールとを有することを特徴とする。

本発明の減速機構付モータは、ウォームが一体的に設けられたモータ軸を有する電動モータと、前記ウォームと噛合い前記モータ軸の回転を減速するウォームホイールと、前記電動モータに取付けられ前記ウォームホイールを収容するギヤケースと、前記モータ軸の先端側に設けられ前記ウォームホイールから前記モータ軸への外力負荷時に前記モータ軸と前記ギヤケースとの相対回転を規制するワンウェイクラッチとを備えた減速機構付モータであって、有底筒状に形成されるクラッチハウジングと、前記クラッチハウジングの内周面に形成され、溝深さが周方向に沿って変化する溝部と、前記溝部に設けられ、前記溝部の形状に倣って移動可能な移動部材と、前記移動部材の内側に前記移動部材に対して接触して設けられ、前記モータ軸の回転に応じて回転可能な軸状部材と、前記モータ軸の軸方向に対する前記クラッチハウジングの内側の底部と前記軸状部材との間に転動自在に設けられるスチールボールとを有し、前記スチールボールの直径寸法を前記軸状部材の直径寸法に設定することを特徴とする。

本発明によれば、クラッチハウジングの内側の底部にクラッチハウジングよりも高硬度の素材により形成されるスラストプレートを設けるとともに、このスラストプレートに対して転動するスチールボールを設けるので、軸状部材からのスラスト荷重を高硬度のスラストプレートが受けて、クラッチハウジングの内側の底部が磨耗することを防止することができる。したがって、クラッチハウジングの寸法精度や成形性を低下させることなく、ワンウェイクラッチの耐久性を向上することができる。

本発明によれば、クラッチハウジングの内側の底部と軸状部材との間に転動自在にスチールボールを設け、このスチールボールの直径寸法を軸状部材の直径寸法に設定するので、スチールボールの直径寸法を最大限に大きくすることができ、クラッチハウジングの内側の底部とスチールボールとの接触面を大きくして、スチールボールからクラッチハウジングに伝わる応力を分散させることができる。したがって、クラッチハウジングの磨耗を抑制することができるので、クラッチハウジングの寸法精度や成形性を低下させることなく、ワンウェイクラッチの耐久性を向上することができる。

以下、本発明の第１実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。

図１はパワーウィンドウ装置を備えた自動車のドアを説明する説明図を、図２は本発明の第１実施の形態におけるパワーウィンドウモータの断面図を、図３は図２の破線円ａ部分の部分拡大断面図を、図４はパワーウィンドウモータに装着される摩擦材を示す正面図を、図５は図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図をそれぞれ表している。

図１に示すように、自動車のドア１０の内部には、パワーウィンドウ装置としての昇降装置１１が設けられている。この昇降装置１１は、減速機構付モータとしてのパワーウィンドウモータ１２と、パワーウィンドウモータ１２により揺動運動するメインアーム１３と、メインアーム１３とともにリンク機構を形成するサブアーム１４と、メインアーム１３およびサブアーム１４の端部（図中上端側）が図示しない滑車等を介して連結され、水平状態を保ちつつ図中上下方向に移動するウィンドウホルダ１５とを有している。

パワーウィンドウモータ１２にはコネクタ接続部１２ａが設けられており、このコネクタ接続部１２ａには、電線としてのコネクタ配線１６の一端側が接続されている。コネクタ配線１６の他端側は、例えば、図示しない車内のコンソールボックス等の内部に設置された車載用コントローラ１７に接続されている。そして、ドア１０の車内側に設けられたパワーウィンドウスイッチ（図示せず）を、運転者が開操作または閉操作することにより、パワーウィンドウモータ１２が正方向または逆方向に回転駆動されて、ウィンドウホルダ１５に支持されたウィンドウ１８が開閉（昇降）するようになっている。

図２に示すように、パワーウィンドウモータ１２は、電動モータ２０と、当該電動モータ２０に取付けられるギヤケース４０とから構成されている。電動モータ２０は、鋼板をプレス成形等の加工手段を施すことにより有底筒状に形成されるヨーク２１と、ヨーク２１の本体筒部２１ａの内側に径方向に向けて対向配置される一対のマグネット（永久磁石）２２と、各マグネット２２の内側に所定の隙間（エアギャップ）を介して回転自在に設けられる回転子（アーマチュアロータ）２３とを備えている。

回転子２３の中心軸には、モータ軸（アーマチュアシャフト）２４が貫通して設けられ、モータ軸２４の基端側（図中右側）は、ヨーク２１の段状底部２１ｂに装着された基端側軸受２５によって回転自在に支持されている。

モータ軸２４の基端側には、第１スチールボール２６が転動自在に装着されており、この第１スチールボール２６は、基端側軸受２５に外周側が支持されたスラストプレート２７の一側面（図中左側面）に当接している。このように、第１スチールボール２６とスラストプレート２７とを相互に点接触させることにより、モータ軸２４の回転抵抗を低減させるようにしている。

スラストプレート２７の他側面（図中右側面）には、硬質ゴム等の合成樹脂よりなる略円柱形状の弾性部材２８が設けられており、この弾性部材２８の軸方向への弾性変形によりモータ軸２４の軸方向に対する所定量の変位を許容し、かつ、モータ軸２４の軸方向に対するガタツキを防止するようにしている。

モータ軸２４における回転子２３の先端側（図中左側）には、回転子２３に巻かれたコイル２３ａに電気的に接続される整流子２９が隣接して設けられており、この整流子２９には、ギヤケース４０内に設けられるブラシ４１が所定の弾圧力をもって摺接するようになっている。

モータ軸２４の整流子２９よりも先端側には、ウォーム３０が一体的に形成されており、このウォーム３０の外径寸法ｄ１はモータ軸２４の外径寸法ｄ２よりも小さい外径寸法（ｄ１＜ｄ２）に設定されている。また、モータ軸２４のウォーム３０よりも先端側には、図３に示すように、ウォーム３０の外径寸法ｄ１よりも小さい外径寸法ｄ３の円柱部３１（ｄ３＜ｄ１）が一体的に形成されており、そのさらに先端側には、円柱部３１の外径寸法ｄ３よりも小さな外径寸法ｄ４の小径円柱部３２（ｄ４＜ｄ３）が一体的に形成されている。このように、モータ軸２４を構成するウォーム３０，円柱部３１および小径円柱部３２は、それぞれモータ軸２４の先端側に行くにしたがって小径となるように形成されている。

小径円柱部３２は本発明における軸状部材を構成しており、モータ軸２４に一体的に形成されることによりモータ軸２４の回転に応じて回転可能となっている。この小径円柱部３２には、ワンウェイクラッチ３３が組み付けられており、このワンウェイクラッチ３３は、図３および図５に示すように、有底筒状に形成され、外径寸法が円柱部３１の外径寸法ｄ３と同じ外径寸法ｄ３に設定されたクラッチハウジング３３ａを有している。このクラッチハウジング３３ａは、例えば、ねずみ鋳鉄等のＦＣ材を鋳造成形することにより形成され、その内周面には、径方向への溝深さが周方向に沿って変化するように溝底面が傾斜する溝部としてのクラッチ溝３３ｂが、周方向に向かって等間隔で３箇所に形成されている。

クラッチ溝３３ｂと、クラッチハウジング３３ａの中心部分に配置されるモータ軸２４の小径円柱部３２との間には、小径円柱部３２に対して接触する略円柱形状のクラッチローラ（移動部材）３３ｃが、各クラッチ溝３３ｂに対応して３箇所に設けられている。各クラッチローラ３３ｃは、各クラッチ溝３３ｂの溝底面の形状に倣って移動可能に設けられ、各クラッチローラ３３ｃに対応してそれぞれ設けられるコイルバネ３３ｄの弾性力により、小径円柱部３２の外周面とクラッチ溝３３ｂの内周面との間の距離が短くなる方向（図中反時計回り方向）に向けて常時押圧されている。

クラッチハウジング３３ａの内側の底部には、本発明におけるスラストプレートとしての略円盤形状のスラストプレート３３ｅが、クラッチハウジング３３ａに対して非圧入状態で設けられている。このスラストプレート３３ｅは、クラッチハウジング３３ａよりも高硬度の素材、例えば、ＳＫ材（高合金鋼）やＳＣ材（炭素鋼）等よりなる平板状の焼入れ鋼材をプレス成形（打ち抜き加工）することにより形成されている。

モータ軸２４の小径円柱部３２における先端部には、図中左側に向けて開口する有底筒状部３２ａが形成されており、この有底筒状部３２ａには一対の第２スチールボール３３ｆが軸方向に向けて互いに点接触するように装着されている。有底筒状部３２ａの底部（図中右側）に形成された傾斜面には、一方の第２スチールボール３３ｆが線接触するようになっている。これにより、他方の第２スチールボール３３ｆは小径円柱部３２に対して略抵抗無く転動可能となっており、各第２スチールボール３３ｆは、スラストプレート３３ｅと点接触することで第１スチールボール２６と同様にモータ軸２４の回転抵抗を低減させるようにしている。

ギヤケース４０には、有底状のウォーム収容部４２が形成されており、このウォーム収容部４２の軸方向における底部とクラッチハウジング３３ａの一側面（図中左側面）との間には、例えば、ポリイミド（ＰＩ）等の耐熱性樹脂よりなる略円盤形状の摩擦材４３が装着されている。

摩擦材４３は、図４に示すように本体部４３ａを有しており、この本体部４３ａには周方向に沿って等間隔で４つの切欠部４３ｂが形成されている。このように切欠部４３ｂを形成することにより、本体部４３ａの弾性変形を容易にしてウォーム収容部４２内への摩擦材４３の固定作業を容易に行えるようにしている。ただし、本実施の形態においては、切欠部４３ｂを本体部４３ａに等間隔で４つ設けているが、例えば、摩擦材４３の素材の硬度に応じてその数を任意に調整するようにしても良い。また、本体部４３ａの切欠部４３ｂを省略するとともに、本体部４３ａの外形寸法をウォーム収容部４２の内径寸法よりも小さい寸法に設定し、この摩擦材４３をウォーム収容部４２の底部に接着剤等の接着手段で固定するようにしても構わない。

本体部４３ａの中心部分には、クラッチハウジング３３ａ側に向けて突出し、断面が略半円形状の環状突起４３ｃが一体的に形成されており、この環状突起４３ｃの頂部がクラッチハウジング３３ａに接触するようになっている。なお、ワンウェイクラッチ３３は、電動モータ２０が停止した状態において、ヨーク２１の段状底部２１ｂに装着された弾性部材２８の弾性力により摩擦材４３に向けて押圧された状態、つまり、図２に示す状態となっている。

ここで、本発明におけるワンウェイクラッチは、クラッチハウジング３３ａ，クラッチローラ３３ｃ，スラストプレート３３ｅ，一対の第２スチールボール３３ｆ，小径円柱部３２および摩擦材４３によって構成されている。

ギヤケース４０のウォーム収容部４２は、図２に示すように、その底部側から、摩擦材４３が装着される第１収容部４２ａと、第１収容部４２ａよりも大径でウォーム３０が収容される第２収容部４２ｂと、第２収容部よりも大径の第３収容部４２ｃとを有している。

第１収容部４２ａの第２収容部４２ｂ側には、先端側軸受４４が圧入して固定されており、この先端側軸受４４の内径寸法は、円柱部３１の外径寸法ｄ３と同じ寸法ｄ３に設定されている。したがって、先端側軸受４４は、モータ軸２４の円柱部３１をガタツキ無く回転自在に支持できるようになっている。また、ウォーム収容部４２の第３収容部４２ｃには、中央部軸受４５が圧入して固定されており、この中央部軸受４５の内径寸法は、モータ軸２４の内径寸法ｄ２と同じ寸法ｄ２に設定されている。したがって、中央部軸受４５は、モータ軸２４をガタツキ無く回転自在に支持できるようになっている。

ギヤケース４０は、モータ軸２４に一体的に形成されたウォーム３０に噛み合うウォームホイール４６を収容しており、このウォームホイール４６の中心軸に装着された出力軸（図示せず）の先端側は、ギヤケース４０を貫通して外部に延出されている。そして、この出力軸の先端側には、ピニオンギヤ（図示せず）が装着されており、このピニオンギヤの回転駆動により、昇降装置１１（図１参照）を構成するメインアーム１３を揺動運動させ、ウィンドウ１８を昇降させるようになっている。

ここで、ウォーム３０とウォームホイール４６とによって、本発明における減速機構を構成しており、この減速機構は、ウォーム３０の回転速度に対してウォームホイール４６の出力軸の回転速度を減速させるとともに、その回転トルクを増幅させており、したがって、ドア１０（図１参照）の内部に装着し得る比較的小型のモータでありながら、比較的大きな出力を得ることができる。

ギヤケース４０の電動モータ２０側、つまり、モータ軸２４に設けられた整流子２９の近傍には、ブラシ４１が設けられるブラシ基板４７が装着されており、このブラシ基板４７には、図示しないターミナル（接続端子）の一端側が接続されている。また、ターミナルの他端側は、ギヤケース４０に一体的に形成されたコネクタ接続部１２ａの内部に導かれている。

次に、以上のように構成したパワーウィンドウモータ１２の動作について、図２および図５を用いて説明する。

運転者がパワーウィンドウスイッチを開操作すると、その開操作されたことを示す開操作信号が車載用コントローラ１７に入力され、車載用コントローラ１７からコネクタ配線１６を介してパワーウィンドウモータ１２に駆動電流（開操作電流）が供給される。パワーウィンドウモータ１２への開操作電流の供給により、回転子２３およびモータ軸２４が図中矢印Ａ方向に高速で回転（正回転）し、これに伴いウォームホイール４６は図中矢印Ａ方向に減速されて回転する。そして、ウォームホイール４６の高トルク化された回転力によって、ウィンドウ１８（図１参照）を所定の速度で下降させる（開く）ことができる。

このとき、ウィンドウ１８の重量等による反力がウォームホイール４６の図中矢印Ｂ方向に作用し、これにより、モータ軸２４は図中矢印Ｃ方向に変位する。モータ軸２４の図中矢印Ｃ方向への変位に伴い、モータ軸２４に組み付けられたワンウェイクラッチ３３が摩擦材４３から離間するとともに、モータ軸２４は弾性部材２８を圧縮変形させる。

ここで、モータ軸２４の正回転に伴い小径円柱部３２は図５に示すように矢印Ａ方向に回転され、各クラッチローラ３３ｃを介して小径円柱部３２とクラッチハウジング３３ａとが一体化される状態、つまり、ワンウェイクラッチ３３が効く状態になろうとする。しかし、上述のようにワンウェイクラッチ３３は摩擦材４３から離間しているので、モータ軸２４はワンウェイクラッチ３３に規制されること無く回転することができ、運転者の開操作によりウィンドウ１８をスムーズに下降させることができる。

一方、運転者がパワーウィンドウスイッチを閉操作すると、その閉操作されたことを示す閉操作信号が車載用コントローラ１７に入力され、車載用コントローラ１７からコネクタ配線１６を介してパワーウィンドウモータ１２に駆動電流（閉操作電流）が供給される。パワーウィンドウモータ１２への閉操作電流の供給により、回転子２３およびモータ軸２４が図中矢印Ｂ方向に高速で回転（逆回転）し、これに伴いウォームホイール４６は図中矢印Ｂ方向に減速されて回転する。そして、ウォームホイール４６の高トルク化された回転力によって、ウィンドウ１８を所定の速度で上昇させる（閉じる）ことができる。

このとき、ウィンドウ１８の重量等による反力がウォームホイール４６の図中矢印Ａ方向に作用してモータ軸２４は図中矢印Ｄ方向に変位する。モータ軸２４の図中矢印Ｄ方向への変位に伴い、モータ軸２４の小径円柱部３２に装着された第２スチールボール３３ｆがスラストプレート３３ｅを押圧し、これにより、モータ軸２４に組み付けられたワンウェイクラッチ３３のクラッチハウジング３３ａが摩擦材４３に対して強い力で押圧される。

ここで、モータ軸２４の逆回転に伴い小径円柱部３２は図５に示すように矢印Ｂ方向に回転され、各クラッチローラ３３ｃが小径円柱部３２およびクラッチハウジング３３ａから離れる状態、つまり、ワンウェイクラッチ３３が開放される状態（効かない状態）となる。したがって、小径円柱部３２は、第２スチールボール３３ｆのスラストプレート３３ｅ上における転動により、クラッチハウジング３３ａに対して略抵抗無く相対回転可能となり、運転者の閉操作によりウィンドウ１８をスムーズに上昇させることができる。

また、ウィンドウ１８が閉じた状態から、ウィンドウ１８に外力を負荷、つまり、車外から無理にウィンドウ１８を開ける方向に外力を作用させると、ウォームホイール４６を図２中矢印Ａ方向に回転させる方向に外力が作用する。すると、ウォームホイール４６とウォーム３０との噛合いによりモータ軸２４が図中矢印Ｄ方向に変位して、小径円柱部３２に装着された第２スチールボール３３ｆがスラストプレート３３ｅを押圧することにより、モータ軸２４に組み付けられたワンウェイクラッチ３３のクラッチハウジング３３ａが摩擦材４３に対して強い力で押圧される。

このとき、図５に示すように、小径円柱部３２は図中矢印Ａ方向に回転しようとしてワンウェイクラッチ３３が効く状態となり、この状態のもとでクラッチハウジング３３ａと摩擦材４３との摩擦力により、モータ軸２４のギヤケース４０に対する相対回転が規制される。これにより、ウィンドウ１８を無理に開けようとする際の外力負荷によってウィンドウ１８が開けられてしまうのを防止することができる。

このように、運転者の開閉操作によるモータ駆動時におけるウィンドウ１８の昇降においては、ワンウェイクラッチ３３を効かない状態としてウィンドウ１８をスムーズに昇降させることができ、一方、車外からのウィンドウ１８に対する外力負荷時（モータ停止時）においては、ワンウェイクラッチ３３が効いた状態のもとでクラッチハウジング３３ａと摩擦材４３との摩擦力によりウィンドウ１８が開けられるのを防止することができる。

次に、パワーウィンドウモータ１２の組み立て方法について、図６ないし図８を用いて説明する。図６はギヤケース組立工程を説明する説明図を、図７は電動モータ装着工程を説明する説明図を、図８はウォーム収容部へのモータ軸の挿入手順を説明する説明図をそれぞれ表している。

図６の一点鎖線矢印に示すように、まず、ギヤケース４０のウォーム収容部４２に対して、摩擦材４３，先端側軸受４４および中央部軸受４５をこの順番で装着してギヤケース４０の組立体を組み立てる（ギヤケース組立工程）。このとき、摩擦材４３は環状突起４３ｃがギヤケース４０の開口側（図中右側）を向くようにして第１収容部４２ａの底部に装着し、先端側軸受４４は第１収容部４２ａの第２収容部４２ｂ側（図中右側）に圧入して装着し、中央部軸受４５は第３収容部４２ｃにおけるギヤケース４０の開口側に圧入して装着するようにする。

次いで、図７の一点鎖線矢印に示すように、ギヤケース組立工程を終えたギヤケース４０の開口側から、まず、別の組立工程でモータ軸２４の先端側にワンウェイクラッチ３３を予め組みつけておいた回転子２３の組立体を装着する。その後、ヨーク２１の組立体、つまり、ヨーク２１に対して弾性部材２８，スラストプレート２７，基端側軸受２５および一対のマグネット２２が予め組み付けられたものを、回転子２３を覆うように装着し、ネジ５０によりギヤケース４０と電動モータ２０とを締結する（電動モータ装着工程）。

電動モータ装着工程において、モータ軸２４をウォーム収容部４２に向けて挿入する際、図８の太線矢印および二点鎖線に示すように、ウォーム収容部４２の軸心とモータ軸２４の軸心とを一致させた状態のもとで、まず、モータ軸２４を回転自在に支持する中央部軸受４５（内径寸法ｄ２）に対して、その内径寸法よりも小径のワンウェイクラッチ３３および円柱部３１（何れも外径寸法ｄ３）とウォーム３０（外径寸法ｄ１）とを通過させる。

その後、モータ軸２４のウォーム収容部４２に対する挿入を継続して行い、先端側軸受４４（外径寸法ｄ３）に対して、ワンウェイクラッチ３３を通過させるとともに、ワンウェイクラッチ３３の一側面（図中左側面）を摩擦材４３の環状突起４３ｃに当接させる。これにより、モータ軸２４の円柱部３１は先端側軸受４４により回転自在に支持され、また、モータ軸２４は中央部軸受４５により回転自在に支持されるようになる。

そして、電動モータ装着工程に引き続き、図示しない着磁電源装置により一対のマグネット２２を着磁し、その後、ウォームホイール４６（図２参照）をウォーム３０に噛み合うようにギヤケース４０に組み付けるとともに、ギヤケース４０に対して図示しないケースカバーを装着することでパワーウィンドウモータ１２の組み立てが完了する。

以上詳述したように、本発明における第１実施の形態に係るパワーウィンドウモータ１２によれば、クラッチハウジング３３ａの内側の底部にクラッチハウジング３３ａよりも高硬度の素材により形成されるスラストプレート３３ｅを設けるとともに、このスラストプレート３３ｅに対して転動する一対の第２スチールボール３３ｆを設けるので、小径円柱部３２からのスラスト荷重を高硬度のスラストプレート３３ｅが受けて、クラッチハウジング３３ａの内側の底部が磨耗することを防止することができる。したがって、クラッチハウジング３３ａを焼入れ処理したり高硬度の素材で成形したりする必要が無く、クラッチハウジング３３ａの寸法精度や成形性を低下させずに、ワンウェイクラッチ３３の耐久性を向上することができる。

また、スラストプレート３３ｅは、平板状の焼入れ鋼材を打ち抜くことにより比較的単純な円盤形状に形成するので、スラストプレート３３ｅを容易に量産することができる。さらに、ワンウェイクラッチ３３は、小径円柱部３２に対してコイルバネ３３ｄの弾性力により小径円柱部３２から脱落すること無く装着できるので、スラストプレート３３ｅをクラッチハウジング３３ａに対して非圧入状態で設けることができ、スラストプレート３３ｅの寸法精度を低くすることができる。したがって、パワーウィンドウモータ１２の製造コストの上昇を抑えることができる。

また、ワンウェイクラッチ３３を小径円柱部３２から脱落すること無く装着できるので、図７および図８に示すように、ギヤケース４０と電動モータ２０とを水平状態等で組み付けることができる。したがって、パワーウィンドウモータ１２の製造ラインのレイアウト性を向上させることができる。

さらに、先端側軸受４４の内径寸法ｄ３を中央部軸受４５の内径寸法ｄ２以下に設定するとともに、ワンウェイクラッチ３３の外径寸法ｄ３を先端側軸受４４の内径寸法ｄ３以下に設定したので、小径円柱部３２にワンウェイクラッチ３３を予め組み付けた状態もとで中央部軸受４５と先端側軸受４４とを通過させてパワーウィンドウモータ１２を組み立てることができ、パワーウィンドウモータ１２の製造工程を簡略化することができる。

次に、本発明の第２実施の形態について図９および図１０を用いて説明する。図９は第２実施の形態における図２の破線円ａ部分に対応する部分拡大断面図を、図１０は図９の変形例を示す部分拡大断面図をそれぞれ表している。なお、上記第１実施の形態と同様の機能を有する部分については、同一の記号を付し、その詳細な説明を省略する。

図９に示すように、第２実施の形態に係るパワーウィンドウモータ６０は、第１実施の形態に比して、スラストプレート３３ｅおよび小径円柱部３２の有底筒状部３２ａ（図３参照）を省略するとともに、一対の第２スチールボール３３ｆに替えて、第２スチールボール３３ｆよりも大径で、かつ、小径円柱部３２の直径寸法ｄ４と同じ直径寸法ｄ４の単一の第２スチールボール３３ｇを備えた点が異なっている。

このように構成した第２実施の形態に係るパワーウィンドウモータ６０によれば、クラッチハウジング３３ａの内側の底部と小径円柱部３２との間に、小径円柱部３２の直径寸法と同じ直径寸法の第２スチールボール３３ｇを転動自在に設けるので、第２スチールボール３３ｇの直径寸法を最大限に大きくすることができる。したがって、クラッチハウジング３３ａの内側の底部と第２スチールボール３３ｇとの接触面を大きくして、第２スチールボール３３ｇからクラッチハウジング３３ａに伝わる応力を分散させることができるので、クラッチハウジング３３ａの磨耗を抑制して、上述の第１実施の形態と同様に、クラッチハウジング３３ａの寸法精度や成形性を低下させることなく、ワンウェイクラッチ３３の耐久性を向上することができる。

ここで、図１０に示すように、クラッチハウジング３３ａの内側の底部と第２スチールボール３３ｇとの間に、上述した第１実施の形態におけるスラストプレート３３ｅ（図３参照）を設けても良い。この場合、ワンウェイクラッチ３３の耐久性をより向上させることができる。また、図１０に示す第２実施の形態の変形例において、第２スチールボール３３ｇと小径円柱部３２との間にスラストプレート３３ｅを介在させても良く、この場合、小径円柱部３２の磨耗を防止することができるので、ワンウェイクラッチ３３の耐久性をより向上させることができる。

次に、本発明の第３実施の形態について図１１を用いて説明する。図１１は第３実施の形態における図２の破線円ａ部分に対応する部分拡大断面図を表している。なお、上記第１実施の形態と同様の機能を有する部分については、同一の記号を付し、その詳細な説明を省略する。

図１１に示すように、第３実施の形態に係るパワーウィンドウモータ７０は、ウォーム収容部４２における第１収容部４２ａの底部に嵌合して装着されるワンウェイクラッチ７１を有している。

ワンウェイクラッチ７１は、有底筒状に形成され第１収容部４２ａに嵌合して装着されるクラッチハウジング３３ａを備え、このクラッチハウジング３３ａの内周面には、第１実施の形態と同様に周方向に向かって等間隔で３つのクラッチ溝３３ｂ（図示では２つのみ示す）が形成されている。各クラッチ溝３３ｂには、各クラッチ溝３３ｂの溝底面の形状に倣って移動可能なクラッチローラ３３ｃが設けられている。

各クラッチローラ３３ｃの内側には、外周面が各クラッチローラ３３ｃに対して接触する軸状部材７１ａが回転可能に設けられている。この軸状部材７１ａは、筒状本体部７１ｂとフランジ部７１ｃとを有しており、フランジ部７１ｃの図中右側面には、摩擦材４３が接着剤等の接着手段により装着されている。摩擦材４３の図中右側面には、モータ軸２４における円柱部３１の先端側面が押圧されるようになっており、この円柱部の先端側面の摩擦材４３への押圧により軸状部材７１ａはモータ軸２４の回転に応じて回転可能となっている。

軸状部材７１ａの筒状本体部７１ｂには、図中左側に向けて開口する有底筒状部３２ａが形成されており、この有底筒状部３２ａには、スラストプレート７１ｄおよび第２スチールボール３３ｆが装着されている。そして、第２スチールボール３３ｆは、クラッチハウジング３３ａの内側の底部に設けられたスラストプレート３３ｅに対して転動可能となっている。

このように構成されるパワーウィンドウモータ７０を組み立てる際には、まず、クラッチハウジング３３ａ，クラッチローラ３３ｃ，各スラストプレート３３ｅ，７１ｄ，第２スチールボール３３ｆ，軸状部材７１ａおよび摩擦材４３を予め組み立てることによりワンウェイクラッチ組立体（ワンウェイクラッチ７１）を組み立てておく。そして、ワンウェイクラッチ７１を第１収容部４２ａの底部に向けて嵌合するとともに、先端側軸受４４を第１収容部４２ａの第２収容部４２ｂ側に圧入する。その後、ウォーム収容部４２にモータ軸２４を挿入し、モータ軸２４における円柱部３１の先端側面を摩擦材４３に突き当てて、これにより、パワーウィンドウモータ７０の組み立てが完了する。

以上のように構成した第３実施の形態に係るパワーウィンドウモータ７０においても、クラッチハウジング３３ａの内側の底部にクラッチハウジング３３ａよりも高硬度の素材により形成されるスラストプレート３３ｅを設けるとともに、このスラストプレート３３ｅに対して転動する第２スチールボール３３ｆを設けるので、軸状部材７１ａからのスラスト荷重を高硬度のスラストプレート３３ｅが受けて、クラッチハウジング３３ａの内側の底部が磨耗することを防止することができる。したがって、クラッチハウジング３３ａを焼入れ処理したり高硬度の素材で成形したりする必要が無く、クラッチハウジング３３ａの寸法精度や成形性を低下させずに、ワンウェイクラッチ７１の耐久性を向上することができる。

また、スラストプレート３３ｅは、平板状の焼入れ鋼材を打ち抜くことにより比較的単純な円盤形状に形成するので、スラストプレート３３ｅを容易に量産することができる。さらに、ワンウェイクラッチ７１は、軸状部材７１ａや摩擦材４３を含めた組立体として別途組み立てておくことができるので、スラストプレート３３ｅをクラッチハウジング３３ａに対して非圧入状態で設けることができ、スラストプレート３３ｅの寸法精度を低くすることができる。したがって、パワーウィンドウモータ７０の製造コストの上昇を抑えることができる。

また、軸状部材７１ａをモータ軸２４に対して別体としたので、モータ軸２４の先端側に、上述の第１実施の形態のような小径円柱部３２を形成する必要が無く、モータ軸２４の形状を単純な形状とすることができ、例えば、ワンウェイクラッチを備えない汎用の減速機構付モータに用いられるモータ軸を流用することができる。

本発明は上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言うまでもない。例えば、上記第１および第２実施の形態においては、モータ軸２４の円柱部３１の外径寸法ｄ３と同じ外径寸法ｄ３のワンウェイクラッチ３３を、モータ軸２４の小径円柱部３２に予め組み付けることによって組み付け性を考慮したものを示したが、本発明はこれに限らず、円柱部３１の外形寸法ｄ３よりも大きな外形寸法のワンウェイクラッチをモータ軸２４の先端側に設けるようにしても構わない。この場合、第２スチールボールを大径化することができるので、第２スチールボールから伝わる応力を分散させてワンウェイクラッチの耐久性をより向上させることができる。

また、上記各実施の形態においては、減速機構付モータとして、ウィンドウが外力負荷により開けられてしまうのを防止する機能を備えたパワーウィンドウモータであるものを示したが、本発明はこれに限らず、同様の機能が要求される、例えば、サンルーフ装置等に用いられる他の減速機構付モータにも適用することができる。

さらに、上記各実施の形態においては、減速機構付モータとして、ブラシ４１を備えたブラシ付の減速機構付モータであるものを示したが、本発明はこれに限らず、例えば、減速機構付のブラシレスモータ等にも適用することができる。

パワーウィンドウ装置を備えた自動車のドアを説明する説明図である。 本発明の第１実施の形態におけるパワーウィンドウモータの断面図である。 図２の破線円ａ部分の部分拡大断面図である。 パワーウィンドウモータに装着される摩擦材を示す正面図である。 図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 ギヤケース組立工程を説明する説明図である。 電動モータ装着工程を説明する説明図である。 ウォーム収容部へのモータ軸の挿入手順を説明する説明図である。 第２実施の形態における図２の破線円ａ部分に対応する部分拡大断面図である。 図９の変形例を示す部分拡大断面図である。 第３実施の形態における図２の破線円ａ部分に対応する部分拡大断面図である。

符号の説明

１０ ドア
１１ 昇降装置（パワーウィンドウ装置）
１２，６０，７０ パワーウィンドウモータ（減速機構付モータ）
１２ａ コネクタ接続部
１３ メインアーム
１４ サブアーム
１５ ウィンドウホルダ
１６ コネクタ配線
１７ 車載用コントローラ
１８ ウィンドウ
２０ 電動モータ（減速機構付モータ）
２１ ヨーク
２１ａ 本体筒部
２１ｂ 段状底部
２２ マグネット
２３ 回転子
２３ａ コイル
２４ モータ軸
２５ 基端側軸受
２６ 第１スチールボール
２７ スラストプレート
２８ 弾性部材
２９ 整流子
３０ ウォーム（減速機構）
３１ 円柱部
３２ 小径円柱部（軸状部材）
３２ａ 有底筒状部
３３，７１ ワンウェイクラッチ
３３ａ クラッチハウジング
３３ｂ クラッチ溝（溝部）
３３ｃ クラッチローラ（移動部材）
３３ｄ コイルバネ
３３ｅ スラストプレート（スラストプレート）
３３ｆ，３３ｇ 第２スチールボール（スチールボール）
４０ ギヤケース（減速機構付モータ）
４１ ブラシ
４２ ウォーム収容部
４２ａ 第１収容部
４２ｂ 第２収容部
４２ｃ 第３収容部
４３ 摩擦材
４３ａ 本体部
４３ｂ 切欠部
４３ｃ 環状突起
４４ 先端側軸受
４５ 中央部軸受
４６ ウォームホイール（減速機構）
４７ ブラシ基板
５０ ネジ
７１ａ 軸状部材
７１ｂ 筒状本体部
７１ｃ フランジ部
７１ｄ スラストプレート

Claims (2)

1. ウォームが一体的に設けられたモータ軸を有する電動モータと、前記ウォームと噛合い前記モータ軸の回転を減速するウォームホイールと、前記電動モータに取付けられ前記ウォームホイールを収容するギヤケースと、前記モータ軸の先端側に設けられ前記ウォームホイールから前記モータ軸への外力負荷時に前記モータ軸と前記ギヤケースとの相対回転を規制するワンウェイクラッチとを備えた減速機構付モータであって、
   有底筒状に形成されるクラッチハウジングと、
   前記クラッチハウジングの内側の底部に設けられ、前記クラッチハウジングよりも高硬度の素材により形成されるスラストプレートと、
   前記クラッチハウジングの内周面に形成され、溝深さが周方向に沿って変化する溝部と、
   前記溝部に設けられ、前記溝部の形状に倣って移動可能な移動部材と、
   前記移動部材の内側に前記移動部材に対して接触して設けられ、前記モータ軸の回転に応じて回転可能な軸状部材と、
   前記モータ軸の軸方向に対する前記スラストプレートと前記軸状部材との間に転動自在に設けられるスチールボールとを有することを特徴とする減速機構付モータ。
2. ウォームが一体的に設けられたモータ軸を有する電動モータと、前記ウォームと噛合い前記モータ軸の回転を減速するウォームホイールと、前記電動モータに取付けられ前記ウォームホイールを収容するギヤケースと、前記モータ軸の先端側に設けられ前記ウォームホイールから前記モータ軸への外力負荷時に前記モータ軸と前記ギヤケースとの相対回転を規制するワンウェイクラッチとを備えた減速機構付モータであって、
   有底筒状に形成されるクラッチハウジングと、
   前記クラッチハウジングの内周面に形成され、溝深さが周方向に沿って変化する溝部と、
   前記溝部に設けられ、前記溝部の形状に倣って移動可能な移動部材と、
   前記移動部材の内側に前記移動部材に対して接触して設けられ、前記モータ軸の回転に応じて回転可能な軸状部材と、
   前記モータ軸の軸方向に対する前記クラッチハウジングの内側の底部と前記軸状部材との間に転動自在に設けられるスチールボールとを有し、
   前記スチールボールの直径寸法を前記軸状部材の直径寸法に設定することを特徴とする減速機構付モータ。

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