JP2017163723A - モータユニット - Google Patents

Abstract

【課題】出力軸を有するモータをケース内に収納支持するケースとを有するモータユニットにおいて、径方向及び軸方向の振動や音を出力軸とケースの径方向及び軸方向の位置精度を犠牲にすることなく防ぐことができるモータユニットを得る。【解決手段】モータ本体の端部から出力軸が突出したモータと、該モータを収納支持するケースとを有するモータユニットにおいて、上記モータ本体とケースとの間に、出力軸と平行な方向に介在するスラスト弾性部材と、出力軸の径方向に介在するラジアル弾性部材を有するモータユニット。【選択図】図２

Description

本発明は、回転軸を有するモータをケース（ハウジング）内に収納するモータユニットに関する。

従来より、例えば、車両関係では、モータ駆動の各種装置（例えば、電動シートリクライナ、電動ランバーサポート装置、電動シートスライド装置）には、回転軸を有するモータをケース内に収納してユニットとして用いることが行われている。

このようなモータユニットは、駆動に伴って音及び振動が発生することが避けられない。音と振動は、特に高級車において問題にされる。特許文献１は、モータのヨークから発生する磁気音を問題とし、モータを収納するホルダ（ケース）と、モータヨークについて提案をしている。

特開２０１５-７６９１５号公報

しかしながら、特許文献１のモータユニットは、径方向の振動や音はヨークの圧入部によって防ぐことができるが、軸方向の振動や音については防止対策がとられていない。

本発明は、出力軸を有するモータをケース内に収納支持するケースとを有するモータユニットにおいて、径方向（ラジアル方向）及び軸方向（スラスト方向）の振動や音を出力軸とケースの径方向及び軸方向の位置精度を犠牲にすることなく防ぐことができるモータユニットを得ることを目的とする。

本発明は、モータ本体の端部から出力軸が突出したモータと、該モータを収納支持するケースとを有するモータユニットにおいて、上記モータ本体とケースとの間に、出力軸と平行な方向に介在するスラスト弾性部材と、出力軸の径方向に介在するラジアル弾性部材を有することを特徴とする。

上記スラスト弾性部材と上記ラジアル弾性部材とは一体に成形された複合弾性部材からなることが好ましい。

上記一体成形された複合弾性部材は、上記モータ本体の外周に嵌められたラジアル弾性部材と、上記モータ本体の軸方向の他方の端部に突出形成された軸受ボスに嵌められたスラスト弾性部材と、上記ラジアル弾性部材とスラスト弾性部材を接続する、上記ラジアル弾性部材とスラスト弾性部材の軸方向長より厚さの薄い接続部とから形成できる。

上記スラスト弾性部材は、上記モータ本体の一方の端部側と他方の端部側に軸方向に離間して一対が備えられていることが好ましい。

上記一対のスラスト弾性部材は、ケースとの間にラジアル方向の隙間を有することができる。

上記一対のスラスト弾性部材は、出力軸方向から見て少なくとも一部が重なりあっていることが好ましい。

上記一対のスラスト弾性部材の軸方向長は、互いに異ならせてもよい。

本発明のモータユニットは、上記モータとケースが、軸直交断面において、非円形形状をなしていてもよい。

本発明のモータユニットは、モータとケースとの間に、出力軸と平行な方向に介在するスラスト弾性部材と、出力軸の径方向に介在する、上記スラスト弾性部材とは別部材からなるラジアル弾性部材を有するので、モータとケースの組立性を害することなく、ケース内でのモータの遊びを防止し、防音防振を図ることができる。

本発明によるモータユニットの一実施形態を示す分解斜視図である。 本発明によるモータユニットの一実施形態を示す、図１とは反対方向から見た分解斜視図である。 本発明によるモータユニットの一実施形態を示す組立状態の平面図である。 図１ないし図３のモータユニットの組立状態における図１、図２のIV-IV線に沿う断面図である。 図１ないし図３のモータユニットの組立状態における図１ないし図３のV-V線に沿う断面図である。 図４のモータ本体前端部をスラスト方向に支持するスラスト弾性部材及びその周辺構造を拡大して示す断面図である。 同モータユニットの回転軸先端部をスラスト方向に軸受する軸端押圧部材の構造の実施例を示す拡大断面図である。

図は本発明によるモータユニット１００の一実施形態を示している。図１、図２は、モータユニット１００の全要素を分解状態で示し、図３ないし図５は、ケース２０内にモータ１０を収納した状態を示すもので、モータ１０と、該モータ１０によって回転駆動される送りねじ軸１１を含む減速機構を収納するケース２０と、スラスト弾性部材３０と、複合弾性部材４０とを備えている。モータ１０は、モータ本体（ハウジング兼ヨーク）１０ａの一端部に回転軸（出力軸）１０ｂを突出させたもので、以下、「軸（スラスト）方向」とは回転軸１０ｂの軸線方向を言い、「径方向（ラジアル）方向」とは回転軸１０ｂからの放射方向を言う。モータ本体１０ａの回転軸１０ｂの先端部側を前方とし、前後上下を図に示した方向とする。

モータ本体１０ａは、軸線直交断面（軸直交断面）における外形が非円形（四隅を四半円筒状とした角筒状）である。モータ本体１０ａには、その軸方向の一方の端部と他方の端部の両端部（前端部（フロントブラケット）１０ａ１と後端部（エンドブラケット）１０ａ２）に、同一軸線上に位置させて、軸受ボス（円形凸部）１０ｃ（図４、図５）と１０ｄが形成されており、回転軸１０ｂは軸受ボス１０ｃと１０ｄを貫通してその軸線上に突出している。回転軸１０ｂの軸受ボス１０ｃから突出した先端部分にはウォーム１３が固定されている。モータ本体１０ａは、回転軸１０ｂの後端部を軸支する軸受ボス１０ｄ側の端部から突出した給電端子１０ｅを備えている。モータ１０は、給電端子１０ｅを介して通電することで、回転軸１０ｂを正逆に回転駆動するものであり、その構成は問わない。なお、図４及び図５は、モータ１０の内部構造を省略してある。

ケース２０は、筒状本体２１と、蓋体２２と、ギヤ部蓋体２３とを備えている。筒状本体２１は、筒状部２１ａの後端部を開放部２１ｂとし、前端部にギヤ保持部２１ｃを備えている。筒状部２１ａは、収容したモータ１０の回転軸１０ｂと直交する断面（横断面）が非円形の閉曲線形状、つまり継ぎ目や割れ目が無い一体形状からなる。筒状部２１ａの内形は、モータ本体１０ａに対応する非円形（四隅を四半円筒状とした角筒状）をなしており、開放部２１ｂの端面には、３個のねじ座２１ｂ１が形成されている。

筒状部２１ａには、開放部２１ｂ側の端部内周に、ギヤ保持部２１ｃ側に向かって、蓋用段部２１ｂ２と、弾性部材用段部２１ｂ３が順番に形成されている。但し、弾性部材用段部２１ｂ３は、図１のIV-IV断面（図４）には表れず、V-V断面（図５）において表れる段部である。

ギヤ保持部２１ｃには、モータ１０のウォーム１３と、ウォーム１３に噛み合うウォームホイル１４を収納するギヤ収納室（減速機構収納室）２１ｃ１が形成されている。ギヤ収納室２１ｃ１は、ウォーム１３を収納するウォーム収納室２１ｃ２と、ウォームホイル１４を収納するウォームホイル収納室２１ｃ３を有しており、ウォームホイル収納室２１ｃ３は、一方の端部（図１、図２の上方）が開放され、他端部（同下方）に他のブラケットに連結するための連結筒部２１ｃ４が連設されている。また、ギヤ収納室２１ｃ１には筒状部２１ａと反対側に、軸支持壁２１ｃ５と、軸端押圧室２１ｃ６が形成されており、軸支持壁２１ｃ５には、モータ１０の回転軸１０ｂの先端部を回転自在に受け入れる軸受孔２１ｃ７が形成されている。軸受孔２１ｃ７は、モータ１０（回転軸１０ｂ）のラジアル方向位置を定める。

軸端押圧室２１ｃ６には、軸端押圧部材２４が挿入される。軸端押圧部材２４は、回転軸１０ｂの先端部に接触するコ字状の軸受板２４ａと、軸受板２４ａを回転軸１０ｂ側に押圧するゴム部材２４ｂとからなる。軸受板２４ａは、樹脂板２４ａ１と金属板２４ａ３を焼結シート２４ａ２により接着した三層構造である（図７）。軸受板２４ａは、樹脂板２４ａ１が金属製の回転軸１０ｂの先端部に当接するので金属音が発生せず、金属板２４ａ３がゴム部材２４ｂに当接するので強度が得られる。軸端押圧部材２４は、ウォーム１３が回転する際に回転軸１０ｂが突出方向に移動しようとするのを阻止する。例えば、図４において、ウォーム１３がウォームホイル１４を左右のいずれかの方向に回転させようとして、回転軸１０ｂが左方向（前方）に移動しようとする力を受けたとしても、回転軸１０ｂは先端部１０ｂ１（その先端面）が軸端押圧部材２４に当接して左方向移動が阻止される。

送りねじ軸１１には、被支持軸１４ａとウォームホイル１４がインサート成形により一体形成されている。ギヤ部蓋体２３は、ギヤ保持部２１ｃのウォームホイル収納室２１ｃ３を塞ぐと同時に、被支持軸１４ａ（ウォームホイル１４）を回転自在に保持する遊嵌孔２３ａと、軸端押圧室２１ｃ６を塞ぐ蓋部２３ｄを有している。送りねじ軸１１は、連結筒部２１ｃ４に挿通され、送りねじ軸１１の外周に遊嵌された環状ブッシュ２５がウォームホイル収納室２１ｃ３の底部に圧入されている。ギヤ部蓋体２３は、ギヤ保持部２１ｃにねじ止めされ、ウォームホイル収納室２１ｃ３を塞いでいる。

筒状本体２１の筒状部２１ａとギヤ保持部２１ｃとの連通部には、スラスト弾性部材３０を収納する収納段部２１ａ１が形成されている。スラスト弾性部材３０は、弾性材料からなる環状部材であり、その軸線と内側筒状面３０ａ及び外側筒状面３０ｂは平行であり、前後の端面である環状前面３０ｃと環状後面３０ｄと直交する（図６）。スラスト弾性部材３０は自由状態から拡径した状態で軸受ボス１０ｃの外周面に嵌められ、弾性縮径力によって内側筒状面３０ａが軸受ボス１０ｃの外周面に接触する。一方、内側筒状面３０ａと平行な外側筒状面３０ｂは、モータ１０を正しくケース２０に収納した状態では、収納段部２１ａ１の内側筒状面２１ａ２と非接触である。また、環状前面３０ｃと環状後面３０ｄは、収納段部２１ａ１とモータ本体１０ａの軸方向の前端面（一方の端部）１０ａ１に弾性接触する。

複合弾性部材４０は、モータ１０の軸受ボス１０ｄの外周に嵌められる環状のスラスト弾性部（スラスト弾性部材）４０ａと、モータ本体１０ａの後端部外周に嵌められる、モータ本体１０ａに対応する非円形（四隅を四半円筒状とした角筒状）のラジアル弾性部（ラジアル弾性部材）４０ｂと、スラスト弾性部４０ａとラジアル弾性部４０ｂの後端部間を接続する接続部４０ｃとを有している。スラスト弾性部４０ａとラジアル弾性部４０ｂの間には、変形空間４０ｄが形成されている。スラスト弾性部４０ａとラジアル弾性部４０ｂは、これらの間に変形空間４０ｄがあることにより、装着された部位の形状に沿って変形することが可能になり、製造誤差等を吸収できる。接続部４０ｃの軸方向の厚さは、スラスト弾性部４０ａ及びラジアル弾性部４０ｂの軸方向の厚さに比して十分小さく、接続部４０ｃはスラスト弾性部４０ａとラジアル弾性部４０ｂを接続できる厚さ、形状であればよい。また、複合弾性部材４０には、接続部４０ｃと面一でラジアル弾性部４０ｂの外周側に突出する外周圧縮リブ４０ｅが形成されている。外周圧縮リブ４０ｅは、接続部４０ｃと面一でなくてもよい。

スラスト弾性部４０ａは自由状態から拡径した状態で軸受ボス１０ｄの外周面に嵌められ、弾性縮径力により、軸線と平行な内側筒状面４０ａ１がモータ１０の軸受ボス１０ｄの外周面と接触する。一方、内側筒状面４０ａ１と平行な外側筒状面４０ａ２は、変形空間４０ｄが存在するため、他の部材に拘束されない。

ラジアル弾性部４０ｂは、モータ１０のモータ本体１０ａの後端部外周面と筒状本体２１の筒状部２１ａの内周面との間の筒状空間に圧縮状態で挿入されている。その際、ラジアル弾性部４０ｂは、その軸線と平行な内側筒状面４０ｂ１がモータ１０のモータ本体１０ａの後端部外周面と接触し、同じく軸線と平行な外側筒状面４０ｂ２が筒状本体２１の筒状部２１ａの内周面と接触する。すなわち、ラジアル弾性部４０ｂは、モータ１０(モータ本体１０ａ)の筒状部２１ａ内におけるラジアル方向の位置を定める働きをする。

蓋体２２は、開放部２１ｂの蓋用段部２１ｂ２に嵌まる、モータ本体１０ａに対応する非円形（四隅を四半円筒状とした角筒状）の嵌合リブ２２ａと、複合弾性部材４０のスラスト弾性部４０ａを軸方向から押圧する押圧リブ２２ｂと、筒状本体２１の３個のねじ座２１ｂ１に対応する３個のねじ座２２ｃと、プラグ挿入部２２ｄとを有している。プラグ挿入部２２ｄは、内部に、モータ１０の給電端子１０ｅに接続される中継端子２６を臨ませるものであり、押圧リブ２２ｂは、中継端子２６の通過経路２２ｆ（図２）によって分断されている。

以上の蓋体２２は、後端部に複合弾性部材４０を装着したモータ１０を開放部２１ｂから筒状部２１ａに嵌めた状態で、その嵌合リブ２２ａを蓋用段部２１ｂ２に嵌め、３個のねじ座２２ｃを３個のねじ座２１ｂ１に合致させて固定ねじ２２ｇを締めることにより、筒状本体２１に締付固定される。この固定状態では、スラスト弾性部材３０が、筒状部２１ａとモータ本体１０ａの軸方向の前端面（一方の端部）１０ａ１との間でスラスト方向に圧縮され、スラスト弾性部４０ａが押圧リブ２２ｂとモータ本体１０ａのスラスト方向の後端面（他方の端部）１０ａ２との間でスラスト方向に圧縮される。またラジアル弾性部４０ｂは、モータ本体１０ａの外周面と筒状本体２１の内周面との間にラジアル方向に圧縮されている。弾性部材用段部２１ｂ３はラジアル弾性部４０ｂに非接触状態であり、スラスト方向の力は発生しない。また、外周圧縮リブ４０ｅは、蓋用段部２１ｂ２と蓋体２２の嵌合リブ２２ａの前端面との間で密着圧縮される。

すなわち、以上のモータユニット１００は、モータ本体１０ａの前後端部がスラスト弾性部材３０と複合弾性部材４０のスラスト弾性部４０ａによってスラスト方向に弾性的に押圧支持され、モータ本体１０ａの後端部がラジアル弾性部４０ｂによってラジアル方向に弾性的に押圧支持されるので、モータ１０の振動がケース２０に伝わり難く、振動や異音の発生が抑制される。また、筒状本体２１と蓋体２２とが外周圧縮リブ４０ｅを挟んで結合されているので、ケース２０の内部が完全に密閉され、ケース２０内のモータ１０によって発生する音や振動が外部に漏れ難い。

以上のモータユニット１００は、モータ本体１０ａ及びモータ回転軸１０ｂがケース２０に対してラジアル方向に、モータ本体１０ａの後端部がラジアル軸受部４０ｂを介して筒状本体２１に支持され、かつモータ本体１０ａの前方に突出したモータ回転軸１０ｂが軸受孔２１ｃ７により支持されているので、前後のラジアル方向支持位置の軸方向間隔がモータ本体１０ａの軸方向長より長くなり、前後のラジアル方向支持位置がラジアル方向にずれたとしても、モータ本体１０ａ及びモータ回転軸１０ｂの傾きが小さく、高精度に位置決めされ、軸ズレし難い。

スラスト方向弾性部材３０は、モータ本体１０ａの前端面１０ａ１に形成された軸受ボス１０ｃに嵌められているので、回転軸１０ｂの振れを回転軸１０ｂに近い位置で吸収可能になり、モータ本体１０ａの振動や異音の発生を抑制することができる。

モータユニット１００は、モータ本体１０ａの前端面１０ａ１に装着されたスラスト方向弾性部材３０と内側筒状面２１ａ２との間にラジアル方向の隙間があるので、回転軸１０ｂの先端部１０ｂ１を軸受孔２１ｃ７に挿通する組立作業においてスラスト方向弾性部材３０の挿入が阻害されず先端部１０ｂ１の挿通がスムーズであり、組立性に優れる。

スラスト方向弾性部材３０とスラスト弾性部４０ａは、ラジアル方向のケース２０との間に隙間があるのでモータ本体１０ａのスラスト方向の位置のみ規制し、ラジアル方向の位置を規制しないので、軸受孔２１ｃ７とラジアル弾性部材４０ｂが確実にラジアル方向の位置規制を行うことができる。

スラスト弾性部材３０とスラスト弾性部４０ａは、図示実施形態では、軸方向に見て全体が重なり合っている。スラスト弾性部材３０とスラスト弾性部４０ａの少なくとも一部が軸方向に重なり合うことで、スラスト弾性部材３０とスラスト弾性部４０ａの間に作用する力は軸方向と平行な対向位置にそのまま伝達されるので、モータ本体１０ａ、ケース２０にねじれが生じ難く、回転軸１０ｂに作用する倒れ、振れ等を効果的に防止することができる。

スラスト弾性部材３０とスラスト弾性部４０ａは、回動軸１０ｂを中心とした円形であることが好ましいが、矩形であってもよく、複数の突起であってもよい。

スラスト弾性部材３０の軸方向長ａと、複合弾性部材４０のスラスト弾性部４０ａの軸方向長ｂの長さは、同一でもよく、一方が短くてもよい。スラスト弾性部材３０の軸方向長ａと、複合弾性部材４０のスラスト弾性部４０ａの軸方向長ｂの長さを異ならせれば、モータ１０等に発生する異なる周期の振動を減衰することができる。

スラスト弾性部材３０と複合弾性部材４０は、同一材料でも、異なる材料で形成してもよく、ラジアル方向の断面積を異ならせてもよい。異なる材料、異なる断面積とすることで、圧縮量、振動等の減衰量、減衰周波数等を調整することができる。

モータユニット１００は、複合弾性部材４０にスラスト弾性部４０ａとラジアル弾性部４０ｂを一体に設けたので、部品点数が削減され、組立性に優れる。スラスト弾性部４０ａとラジアル弾性部４０ｂは別部材として設けてもよい。

以上の実施形態では、筒状本体２１の筒状部２１ａ内にモータ１０のモータ本体１０ａの全体が入る。蓋体２２の押圧リブ２２ｂは、筒状部２１ａの端部に嵌合する短い形状である。しかし、筒状部２１ａの長さをモータ本体１０ａの後部の一部が筒状部２１ａから突出する長さとし、押圧リブ２２ｂの長さをモータ本体１０ａの後部の一部を覆う筒状にしてもよい。

以上の実施形態では、スラスト弾性部材３０は、筒状部２１ａとモータ本体１０ａの軸方向の前端面１０ａ１との間でスラスト方向に圧縮され、スラスト弾性部４０ａは押圧リブ２２ｂとモータ本体１０ａのスラスト方向の後端面１０ａ２との間でスラスト方向に圧縮されている。しかしスラスト弾性部材３０とスラスト弾性部４０ａは、筒状部２１ａと前端面１０ａ１との間（出力軸と平行な方向）、押圧リブ２２ｂとスラスト方向の後端面１０ａ２との間（出力軸と平行な方向）に（隙間なく）介在していれば、圧縮されていなくてもよい。

以上の実施形態では、ラジアル弾性部４０ｂは、モータ１０のモータ本体１０ａの後端部外周面と筒状本体２１の筒状部２１ａの内周面との間の筒状空間に圧縮状態で挿入されている。しかし、ラジアル弾性部４０ｂは、モータ本体１０ａの後端部外周面と筒状本体２１の筒状部２１ａの内周面との間の筒状空間（出力軸の径方向）に（隙間なく）介在していれば、圧縮されていなくてもよい。

以上の実施形態では、モータ１０の回転軸１０ｂによって駆動されるギヤ機構が、回転軸１０ｂに固定されたウォーム１３と、ウォーム１３に噛み合うウォームホイール１４を有する減速機構であるが、本発明は減速機構に限らず適用可能である。例えば、減速しないギヤ機構でもよいし、傘歯車機構のような運動方向変換機構であってもよい。

１０ モータ
１０ａ モータ本体
１０ａ１ 前端面（一方の端部）
１０ａ２ 後端面（他方の端部）
１０ｂ 回転軸（出力軸）
１０ｂ１ 先端部
１０ｃ １０ｄ 軸受ボス
１０ｅ 給電端子
１１ 送りねじ軸
１３ ウォーム
１４ ウォームホイル
１４ａ 被支持軸
２０ ケース
２１ 筒状本体
２１ａ 筒状部
２１ａ１ 収納段部
２１ａ２ 内側筒状面
２１ｂ 開放部
２１ｂ１ ねじ座
２１ｂ２ 蓋用段部
２１ｂ３ 弾性部材用段部
２１ｃ ギヤ保持部
２１ｃ１ ギヤ収納室
２１ｃ２ ウォーム収納室
２１ｃ３ ウォームホイル収納室
２１ｃ４ 連結筒部
２１ｃ５ 軸支持壁
２１ｃ６ 軸端押圧室
２１ｃ７ 軸受孔（ラジアル軸受部）
２２ 蓋体
２２ａ 嵌合リブ
２２ｂ 押圧リブ
２２ｃ ねじ座
２２ｄ プラグ挿入部
２２ｆ 通過経路
２２ｇ 固定ねじ
２３ ギヤ部蓋体
２３ａ 遊嵌孔
２３ｄ 蓋部
２４ 軸端押圧部材（スラスト軸受部）
２４ａ 軸受板
２４ａ１ 樹脂板
２４ａ２ 焼結シート
２４ａ３ 金属板
２４ｂ ゴム部材
２５ 環状ブッシュ
３０ スラスト弾性部材
３０ａ 内側筒状面
３０ｂ 外側筒状面
４０ 複合弾性部材
４０ａ スラスト弾性部（スラスト弾性部材）
４０ａ１ 内側筒状面
４０ａ２ 外側筒状面
４０ｂ ラジアル弾性部（ラジアル弾性部材）
４０ｂ１ 内側筒状面
４０ｂ２ 外側筒状面
４０ｃ 接続部
４０ｄ 変形空間
４０ｅ 外周圧縮リブ

Claims (8)

1. モータ本体の端部から出力軸が突出したモータと、該モータを収納支持するケースとを有するモータユニットにおいて、
   上記モータ本体とケースとの間に、出力軸と平行な方向に介在するスラスト弾性部材と、出力軸の径方向に介在するラジアル弾性部材を有することを特徴とするモータユニット。
2. 請求項１記載のモータユニットにおいて、上記スラスト弾性部材と上記ラジアル弾性部材とは一体に成形された複合弾性部材からなっているモータユニット。
3. 請求項２記載のモータユニットにおいて、上記一体成形された複合弾性部材は、上記モータ本体の外周に嵌められたラジアル弾性部材と、上記モータ本体の軸方向の他方の端部に突出形成された軸受ボスに嵌められたスラスト弾性部材と、上記ラジアル弾性部材とスラスト弾性部材を接続する、上記ラジアル弾性部材とスラスト弾性部材の軸方向長より厚さの薄い接続部とからなるモータユニット。
4. 請求項１記載のモータユニットにおいて、上記スラスト弾性部材は、上記モータ本体の一方の端部側と他方の端部側に軸方向に離間して一対が備えられているモータユニット。
5. 請求項４記載のモータユニットにおいて、上記一対のスラスト弾性部材は、ケースとの間にラジアル方向の隙間を有するモータユニット。
6. 請求項４記載のモータユニットにおいて、上記一対のスラスト弾性部材は、出力軸方向から見て少なくとも一部が重なり合っているモータユニット。
7. 請求項４ないし６のいずれか１項記載のモータユニットにおいて、上記一対のスラスト弾性部材の軸方向長は、互いに異なるモータユニット。
8. 請求項１ないし７のいずれか１項記載のモータユニットにおいて、上記モータとケースは、軸直交断面において、非円形形状をなしているモータユニット。

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