JP2018019585A - 駆動装置及びこれを備える車両窓リフター - Google Patents

Abstract

【課題】モータの振動を減らすことができる駆動装置及び車両窓リフターを提供する。【解決手段】駆動装置はモータ及びギアボックスを含む。ギアボックスはハウジング及び歯車を含む。モータは、ハウジングに取り付けかつ歯車を駆動する回転軸を含む。ハウジングは、柔らかい支持構造によってモータを支持する。ハウジングに回転軸を支持し及び向きを決めるために、２つの軸受が取り付けられる。回転軸への過剰な拘束は、回転軸とハウジングとの間の堅い支持点の数を減らすことによって取り除かれる。モータとハウジングとの間の柔らかい接続により、ギアボックスに伝わるモータの振動を避け又は減らすことができる。【選択図】図２

Description

[0002] 本発明は、駆動装置に、特に駆動装置を使用する車両窓リフターに関する。

[0003] 駆動装置は、通常、モータと、モータに接続されたギアボックスとを含む。モータの回転軸の出力端に、ギアボックス中の歯車と噛み合うウォームが設けられる。一般的に、回転軸は、３つ以上の位置で、即ちウォームの２つの端部及びモータの１つの端部で、軸受によって駆動装置のハウジングに堅く接続される。そのため、これでは多すぎる堅いエンドキャップ点が存在することになり、モータの振動がギアボックスに直接伝わり、それは、駆動装置の動作に有害であるほか、駆動装置の寿命に影響を及ぼす。

[0004] 本発明のいくつかの特徴及び利点は、次の説明に記載され、又は説明から明らかであり、又は本発明の実施を通じて知ることができる。

[0005] 本発明の１つの態様は、モータと、モータによって駆動されるギアボックスとを備える駆動装置を提供する。モータは、ステータと、ギアボックス内に延びる回転軸を持つロータとを備える。ギアボックスは、内部にモータが取り付けられるハウジングと、ハウジングに取り付けかつモータの回転軸によって駆動される歯車とを備える。回転軸は、モータのステータの同じ軸方向側部に位置する２つの軸受を介してハウジングによって支持され、結果としてモータは回転軸の一端に吊され、ステータは、従ってハウジングに対してわずかに揺れることができる。

[0006] 回転軸のうちギアボックス内に延びる部分に、ウォームが取り付けら／形成され、ウォームは、２つの第１の軸受の間に配置されることが好ましい。

[0007] ハウジングは、柔らかいエンドキャップによってモータの端部を覆い、柔らかいエンドキャップ構造は、モータとハウジングとの間にはさまれた弾力部材を含むことが好ましい。

[0008] ハウジングと接触するための弾力部材の外面は、波形とされることが好ましい。

[0009] モータはステータ及びロータを含み、弾力部材は、ステータの外側の周りを包むことが好ましい。

[0010] モータは、ステータ及びロータを含むことが好ましい。ステータの２つの端部に２つのエンドキャップをそれぞれ取り付け、各々のエンドキャップに第２の軸受を取り付ける。ロータは、回転軸と、回転軸に固定されたロータ主本体とを含み、回転軸は、第２の軸受によってステータに回転可能に取り付ける。

[0011] ステータは、ステータコアを備えることが好ましい。２つのエンドキャップは、それぞれステータコアの２つの軸方向端部に取り付け、柔らかいエンドキャップ構造は、ステータコアの外周面の周りを包む弾力部材である。

[0012] 弾力部材は、ステータコアの外周面及び軸方向端面の少なくとも一部の周りを包むことが好ましい。

[0013] 弾力部材のうち、ステータコアの軸方向端面の周りを包むための部分に、複数の突起を形成することが好ましい。

[0014] モータは接続部材をさらに備え、接続部材は、モータの軸方向に沿って２つのエンドキャップ及びステータコアを貫通することが好ましい。

[0015] ステータコアは、閉じたヨークと、ヨークの２つの対向する第１の内側面からそれぞれ内方に延びる２つの第１の突出磁極と、ヨークの２つの対向した第２の内側面からそれぞれ内方に延びる２つの第２の突出磁極とを備えることが好ましい。各第１の突出磁極は、ステータ巻線を巻き付けるための巻付け部分を含み、何れの第２の突出磁極も、巻付け部分を含まない。２つの第１の突出磁極は極性が同じである。

[0016] 各第１の突出磁極の内側端からその２つの円周方向側部に向かって第１の磁極片が延び、各第２の突出磁極は、ロータの円周方向に沿って延びる第２の磁極片を備え、第１の磁極片及び第２の磁極片は、互いに離間し、ロータを収容するために実質的に円筒形の空洞を協働して定めることが好ましい。

[0017] 第１の磁極片及び第２の磁極片の各々の内側面の円周方向中央に、位置決め溝が形成されることが好ましい。

[0018] モータは単相モータであることが好ましい。

[0019] ２つの第１の軸受は、モータの同じ軸方向側部に位置し、結果としてモータは、回転軸のうち第１の軸受に近い一端に吊され、従ってハウジングに対してわずかに搖動可能であることが好ましい。

[0020] 本発明の別の態様は、上述した駆動装置を備える車両窓リフターを提供する。

[0021] 駆動装置及び車両窓リフターでは、モータの回転軸は、モータステータの一側で２つの軸受を介してハウジングに接続され、結果としてモータは、２つの堅い支持点のみでハウジングに支持され、それにより回転軸への過剰な拘束が回避される。モータとハウジングとの間の柔らかい接続により、モータの振動がギアボックスハウジングに伝わるのが防止される。さらに、単相モータを使用したとき、ロータが死点位置の近くの位置で停止した場合でも、ステータ巻線が通電されると、ロータは、ステータとロータとの間に形成された電磁力の作用を受けて依然として始動することができ、ステータは、ハウジング及びロータに対して揺れることができ、それによりロータの始動トルクを上昇させる。

[0022] この開示を読むことによって、当業者は、技術的解決策の特徴及び内容をより良く理解することができる。

[0023] 本発明の利点及び実施をより明らかにするために、本発明の実施形態が図面を参照して以下に詳述される。図面に示した内容は、例示を目的とするだけであり、限定であるとみなすべきではない。

本発明の１つの実施形態による駆動装置を示す図である。 図１の駆動装置の断面図である。 図１の駆動装置のモータを示す図である。 図３のモータのステータコア及びロータの平面図である。 図３のモータのステータコアの分解組立図である。 図３のモータの弾力部材を示す図である。

[0030] 図１及び図２を参照して、本発明による駆動組立体１００は、モータ１０と、モータ１０の出力速度を下げるためのギアボックス９０とを含む。ギアボックス９０はハウジング１０５を含み、モータ１０をハウジング１０５内に取り付ける。ハウジング１０５は、主部分１０１及び底キャップ１０３を含む。モータ１０及びギアボックス９０の主要部品は、主部分１０１内に位置する。モータは、ギアボックス９０内に延びる回転軸３１を含む。ギアボックス９０のハウジング１０５に、回転軸３１を支持するために、２つの第１の軸受９３を固定して取り付ける。２つの第１の軸受９３は、ハウジング１０５に堅く取り付ける。従って、２つの第１の軸受９３は、回転軸３１の回転及び軸方向変位を除いて回転軸３１の全ての向きを決定し、回転軸３１の全ての自由度を制限することができる。

[0031] 図３及び図４を参照して、モータ１０は、ステータ２０と、ステータ２０に回転可能に取り付けたロータ３０とを含む。ステータ２０は、ステータコア２１と、ステータコア２１に取り付けた絶縁ブラケット２５と、ステータコア２１の周りに巻き付け、ステータコア２１との間に絶縁ブラケット２５が位置するステータ巻線２３とを含む。ステータコア２１は、形状が実質的に長方形のヨーク２９と、ヨーク２９の２つの対向した第１の内側面から内方にそれぞれ延びる第１の突出磁極／主突出磁極２４と、ヨーク２９の２つの対向した第２の内側面から内方にそれぞれ延びる第２の突出磁極／補助突出磁極２５とを含む。各第１の突出磁極２４は、ステータ巻線２３を巻き付けるための巻付け部分２７と、巻付け部分２７の軸方向の内側端からその２つの円周方向側部に向かって延びる、曲がった第１の磁極片２６とを含む。各第２の突出磁極２５は、第１の突出磁極２４の巻付け部分２７よりも明らかに短いネック部分を含む。第２の突出磁極２５は、その軸方向の内側端からその２つの円周方向側部に向かって延びる、曲がった第２の磁極片２８を含む。この実施形態では、ステータ巻線は、主突出磁極２４のみに巻き付ける。通電により、２つの第１の突出磁極２４は、極性が同じである磁極を形成し、それによって第２の突出磁極２２の極性を、第１の突出磁極２４の極性と反対にする。従って、第１の突出磁極２４及び第２の突出磁極２２は、協働して４つの磁極を形成し、それらは、ロータの４つの永久磁石磁極と協働して、４つの磁気回路を形成する。この実施形態では、ヨーク２９は、形状が実質的に長方形であり、それは、２つの長辺及び２つの短辺を有する。２つの第１の突出磁極２４はそれぞれ２つの短辺から延び、２つの第２の突出磁極２２はそれぞれ２つの長辺から延びている。そのため、第１の突出磁極２４は、ステータ巻線２３をその上に巻き付け得る長さが長くなるように構成できる。ステータコア２０のヨークは長方形に限定されず、それは、別のリング構造にできることを理解されたい。

[0032] 第１の磁極片２６及び第２の磁極片２８は、互いに離間され、ロータ３０を収容するために実質的に円筒状の空洞３６を協働して定める。さらに、各磁極片の内側面に位置決め溝４６が形成され、それは、モータの軸方向に沿って延びる。位置決め溝４６は、各第１の磁極片２６又は第２の磁極片２８の中央位置に形成することが好ましい。そのように形成されたモータは、双方向での始動に適する。すなわち、ロータ３０は、右回りに又は左回りに回転することができる。

[0033] ロータ３０は、回転軸３１と、回転軸３１の周りに固定して取り付けたロータ主本体とを含む。ロータ主本体は、永久磁石３５によって形成された複数の永久磁石磁極を含む。ロータ主本体は、回転軸３１の周りに固定して取り付けたロータコア３３と、ロータコアに取り付けた永久磁石３５とを含むことが好ましい。永久磁石３５は環形状であることが好ましい。永久磁石３５の外周面と第１の磁極片２６及び第２の磁極片２８との間に、厚さが均一な空隙を形成することが好ましい。すなわち、第１、第２の磁極片２６、２８の円弧内側面の大部分は、位置決め溝４６の領域を除いて、ロータの中心に中心を置く円筒面上に位置する。この実施形態では、各第１の磁極片２６と１つの隣接する第２の磁極片２８とは、それらの間に、磁気抵抗が大きいスロット開口部４７を定める。代わりに、スロット開口部４７は、磁気ブリッジによって置き換えることができる。位置決め溝４６は、停止したロータの永久磁石磁極の磁極軸線を、対応するステータ磁極の磁極軸線から所定角度だけずらせ、結果としてロータ３０の初期位置が死点位置からそれることを可能にするため設ける。その結果、ステータ巻線２３が通電されるとき、ロータ３０は、所定方向に始動して始動失敗を避けることができる。

[0034] 図２及び図５を参照して、ステータコア２１の２つの反対端に、２つのエンドキャップ４０がそれぞれ取り付けられる。各エンドキャップ４０に軸受５３を取り付ける。回転軸３１は、テータコア２１に２つの軸受５３を介して取り付ける。具体的に、各エンドキャップ４０は、軸受５３を取り付けるために軸受座を形成する第１のハブ４１を含む。この実施形態では、エンドキャップ４０の一方は、２つの第２の磁極片２８を横切ってかつその軸方向上方に取り付け、他方のエンドキャップ４０は、２つの第２の磁極片２８を横切ってかつその軸方向下方に取り付ける。エンドキャップ４０のうち、第２の突出磁極２５の軸方向端面に接触する部分に、貫通穴４３が定まる。ボルト４８のような接続部材が、２つのエンドキャップ４０及びステータコア２１の貫通穴４３を軸方向に通過し、それによって２つのエンドキャップ４０をそれぞれステータコア２１の２つの軸方向端部に固定する。実際上、ステータコア２１は、複数のステータコア積層体を積み重ねることによって形成することができ、各ステータコア積層体は、接続部材４８が通過することを許す貫通穴５８を定める。

[0035] 図２に示すように、回転軸３１の出力端にウォーム９１が配置され、ウォーム９１は、ギアボックス９０内のウォームギア９７に係合する。回転軸３１は、ウォーム９１の２つの端部において、それぞれ２つの第１の軸受９３によってハウジング１０５に回転可能に取り付ける。２つの第１の軸受９３は、ハウジング１０５に堅く接続される。従って、２つの第１の軸受９３は、回転軸３１の向きを決める。ウォーム９１は、回転軸３１の周りに取り付けることができ、又は回転軸３１上に直接形成されることを理解されたい。

[0036] さらに、２つの軸受９３が回転軸３１の向きを決めることに基づき、ハウジング１０５とモータ１０との間に柔らかいエンドキャップ構造が使用され、他の軸受５３によって回転軸３１に過剰な拘束が課されるのを避ける。具体的に、図６に示すように、モータ１０とハウジング１０５との間に弾力部材８０が配置され、それは、ハウジング１０５とモータ１０との間に柔軟なエンドキャップ構造を形成し、モータの振動を吸収する。その結果、モータ１０とハウジング１０５とは互いに堅く接続されず、結果としてモータの内部にある軸受５３は回転軸３１に過剰な拘束を課さず、回転軸３１の向きは、ハウジング１０５に取り付けた２つの軸受９３によって決まる。片持ち梁構造と同様に、モータのステータ及びロータは、全体として回転軸の一端に吊され／支持され、従ってハウジング１０５に対して小さな振幅で動揺できる。この実施形態では、弾力部材８０はゴムで作成され、それは、ステータコア２１の外周面の周囲に配置される。組立てにあたり、弾力部材８０は、ステータコア２１とハウジング１０５との間にはさむ。

[0037] ステータ２０がハウジング１０５に堅く固定された従来の単相モータでは、モータが停止すると、モータのコギングトルクは、軸と軸受との間の摩擦力及び歯車９７からの抵抗力のような外力に打ち勝ち不能なことが多く、モータのロータは、死点位置（ここでモータロータの磁極はステータの歯／磁極と整列する）に近い位置で止まることがあり、それによって次の始動を失敗させる。本発明のこの実施形態では、モータは、ハウジング１０５に対して揺れることができる。従って、モータ始動の間、たとえモータの回転軸が 死点位置に近い位置に止まったままでも、モータのステータ２０は、電磁力の作用を受けてロータに対して回転軸の円周方向に沿って揺れることができ、それによってモータのロータを死点位置からそらせ、ひいては始動失敗を避けることができる。

[0038] 図６に示すように、弾力部材８０は、ステータコア２１の外側面を包むための第１の部分８１と、ステータコア２１の一方の軸方向端面を覆うための第２の部分８３とを含むことが好ましい。第１の部分８１は、ハウジング１０５と直接接触し、第２の部分８３は、ステータコアの軸方向端面とハウジングとの間にはさまれる。弾力部材８０の第１の部分８１の外面は、波形とされ又は溝付き構造が形成され、第２の部分８３は複数の突起８５が形成され、それらが弾力部材に変形のためのより多くの余地を与えることが好ましい。この実施形態では、第２の部分８３の内側面のうち第２の磁極片２８に対面する領域に、エンドキャップ４０を避けるための凹所８７が形成される。

[0039] この実施形態では、回転軸３１及びロータ主本体は、それらが同期して回転できるように固定して／堅く接続される。図４のステータは第１の突出磁極２４の巻線部分２７の周りにそれぞれ巻き付けた２つの巻線２５を含む。モータが作動すると、ステータ及びロータは各々４つの磁極を形成する。モータは、四極モータと呼ぶことができる。他の実施形態では、ステータ及びロータの磁極は、各々、２つ又は６つのような別の数にできることを理解されたい。本発明のモータ１０は、単相永久磁石ブラシレス直流（ＢＬＤＣ）モータであることが好ましい。

[0040] 本発明は、上記実施形態の何れかの駆動装置１００を含む車両窓リフターをさらに提供する。

[0041] 駆動装置、及び駆動装置を使用する車両窓リフターでは、回転軸への過剰な拘束は、回転軸とハウジングの間の堅いエンドキャップ点の数を減らすことによって避けることができる。さらに、モータは、片持ち梁式エンドキャップ構造を使用し、従ってギアボックスのハウジングに対して揺れることができる。そのため、モータ始動の際、たとえモータの回転軸が死点位置で止まっても、モータのステータは、電磁力の作用を受けてロータに対して回転軸の円周方向に沿って揺れることができ、それによってモータのロータを死点位置からそらせ、ひいては始動失敗を避けることができる。モータとハウジングとの間の弾力部材は、モータの振動がハウジングに伝わるのを阻止できる。

[0042] モータの回転軸は、一体型であること、即ち単一の部分によって形成できることを理解されたい。代わりに、ロータの軸は区分に分けて、分けた区分を軸継手によって接続することができる。

[0043] 本発明の好ましい実施形態が、図面を参照して説明された。本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、様々な修正をなすことができる。例えば、１つの実施形態に図示し又は記載したいくつかの特徴は、別の実施形態を得るために別の実施形態に応用することができる。上記説明は、単に本発明の好ましい実施形態であり、本発明の範囲を制限するために使用すべきでない。明細書及び図面の開示に従って作成されたいかなる均等物も、本発明の範囲内に属する。

１０ モータ
２１ ステータコア
２３ ステータ巻線
２５ 巻線
３１ 回転軸
５３ 第２の軸受
８０ 弾力部材
９０ ギアボックス
９１ ウォーム
９３ 第１の軸受
９７ ウォームギア
１００ 駆動装置
１０１ 主部分
１０３ 底キャップ
１０５ ハウジング

Claims (15)

1. 駆動装置であって、
   ステータ（２０）と、ステータに回転可能に配置されかつ回転軸（３１）を持つロータ（３０）とを備えるモータ（１０）と、
   前記モータ（１０）によって駆動されるギアボックス（９０）であって、前記モータが取り付けられるハウジング（１０５）と、前記ハウジング（１０５）に取り付け、前記モータの回転軸によって駆動される歯車とを含むギアボックス（９０）とを備え、
   前記回転軸（３１）は、前記モータの前記ステータの同じ軸方向側部に位置する２つの軸受を介して前記ハウジングによって支持され、結果として前記モータは前記回転軸の一端に吊され、前記ステータは、従って前記ハウジングに対してわずかに揺れることができる、ことを特徴とする駆動装置。
2. 前記回転軸（３１）のうち前記ギアボックス（９０）内に延びる部分に、ウォーム（９１）が取り付けら／形成され、前記ウォーム（９１）は、前記２つの第１の軸受（９３）の間に配置される、請求項１に記載の駆動装置。
3. 前記ハウジング（１０５）は、柔らかい支持構造によって前記モータ（１０）を支持する、請求項１に記載の駆動装置。
4. 前記柔らかい支持構造は、前記モータ（１０）の前記ステータの外周面と前記ハウジング（１０５）との間にはさまれた弾力部材を含む、請求項３に記載の駆動装置。
5. 前記ハウジング（１０５）と接触する前記弾力部材（８０）の外面は、波形とされ又は溝付き構造が形成される、請求項４に記載の駆動装置。
6. 前記ステータ（２０）の２つの端部に２つのエンドキャップ（４０）をそれぞれ取り付け、各々の前記エンドキャップ（４０）に第２の軸受（５３）を取り付け、前記ロータ（３０）は、前記回転軸（３１）と、前記回転軸（３１）に固定されたロータ主本体とを含み、前記回転軸（３１）は、前記第２の軸受（５３）によって前記ステータ（２０）に回転可能に取り付ける、請求項３に記載の駆動装置。
7. 前記ステータはステータコア（２１）を備え、前記２つのエンドキャップは、それぞれ前記ステータコア（２１）の２つの軸方向端部に取り付け、前記柔らかい支持構造は、前記ステータコア（２１）の外周面の周りを包む弾力部材（８０）である、請求項６に記載の駆動装置。
8. 前記弾力部材（８０）は、前記ステータコア（２１）の前記外周面及び軸方向端面の少なくとも一部の周りを包む、請求項７に記載の駆動装置。
9. 前記弾力部材（８０）のうち、前記ステータコア（２１）の前記軸方向端面の周りを包むための一部に、複数の突起が形成される、請求項８に記載の駆動装置。
10. 前記ステータコア（２１）は、輪状のヨーク（２９）と、前記ヨークの２つの対向する第１の内側面からそれぞれ内方に延びる２つの第１の突出磁極（２４）と、前記ヨークの２つの対向した第２の内側面からそれぞれ内方に延びる２つの第２の突出磁極（２５）とを備え、各前記第１の突出磁極（２４）は、ステータ巻線（２３）を巻き付けるための巻付け部分（２７）を含み、前記第２の突出磁極（２２）には巻線を巻き付けない、請求項７に記載の駆動装置。
11. 各前記第１の突出磁極（２４）の内側端からその２つの円周方向側部に向かって第１の磁極片（２６）が延び、各前記第２の突出磁極（２２）は、前記ロータ（３０）の円周方向に沿って延びる第２の磁極片（２８）を備え、前記第１の磁極片（２６）及び前記第２の磁極片（２８）は、互いに離間し、前記ロータ（３０）を収容するために実質的に円筒形の空洞を協働して定める、請求項１０に記載の駆動装置。
12. 前記第１の磁極片（２６）及び前記第２の磁極片（２８）の各々の内側面の円周方向中央に、位置決め溝（４６）が形成される、請求項１１に記載の駆動装置。
13. 前記モータ（１０）は、ただ２本のステータ巻線のみを持つ単相永久磁石四極モータである、請求項１から１２の何れかの１つに記載の駆動装置。
14. 前記２つの第１の軸受は前記モータの同じ軸方向側部に位置し、結果として前記モータは、前記回転軸の一端に吊され、従って前記ハウジングに対してわずかに揺れることができる、請求項１に記載の駆動装置。
15. 請求項１から１４の何れかの１つに記載の駆動装置を備える、ことを特徴とする車両窓リフター。