JP2019043223A - モータ、及びパワーシートモータ - Google Patents

Abstract

【課題】高強度化を図りつつ高効率化を図ることができるモータを提供すること。【解決手段】リフタモータは、回転軸を回転駆動するモータ本体と、回転軸の回転を減速して出力する減速部とを備え、減速部は、径方向外側に突出する外歯１３ｂを有し自転することなく円運動する外歯車１３と、径方向内側に突出する内歯１５ｄを有し外歯車１３の円運動によって外歯１３ｂが内歯１５ｄと噛合することで回転する内歯車部１５ｃを含む出力部材１５とを有する。外歯１３ｂと内歯１５ｄとは、軸方向から見て、サイクロイドの曲線を有する形状とされるとともに、共に先端部１３ｃ，１５ｅが、サイクロイドの曲線よりも突出量が小さくされることで、噛合する側の基端部と当接しないように設定される。【選択図】図４

Description

本発明は、モータ、及びパワーシートモータに関するものである。

従来からパワーシートモータ等のモータは、回転軸を回転駆動するモータ本体と回転軸の回転を減速して出力する減速部とを備える。そして、減速部としては、径方向外側に突出する外歯を有し自転することなく円運動する外歯車と、径方向内側に突出する内歯を有し前記外歯車の円運動によって前記外歯が前記内歯と噛合することで回転する内歯車とを有するものがある（例えば、特許文献１参照）。

米国特許第７４７９０８３号明細書

ところで、上記のようなパワーシートモータ等では、作動させる車両シートの自重に加えて車両シート（座部や背もたれ）に搭乗者の体重が掛かることなどにより、減速部に大きな負荷が掛かるため、減速部に高強度が必要となる。また、このようなモータでは、減速部の各部品の軸ずれが積算されることなどにより理想的な噛み合い状態からずれて、内歯と外歯に意図せぬ方向の干渉（押圧接触）が生じて、その部位で負荷が増加して効率が低下する虞がある。

本発明は上記問題点を解消するためになされたものであって、その目的は、高強度化を図りつつ高効率化を図ることができるモータ及びパワーシートモータを提供することにある。

上記課題を解決するモータは、回転軸を回転駆動するモータ本体と、前記回転軸の回転を減速して出力する減速部とを備え、前記減速部は、径方向外側に突出する外歯を有し自転することなく円運動する外歯車と、径方向内側に突出する内歯を有し前記外歯車の円運動によって前記外歯が前記内歯と噛合することで回転する内歯車とを有するモータであって、前記外歯と前記内歯とは、軸方向から見て、サイクロイドの曲線を有する形状とされるとともに、少なくとも一方の先端部が、噛合する側の基端部と当接しないように設定される。

同構成によれば、外歯と内歯とは、軸方向から見て、サイクロイドの曲線を有する形状とされるため、例えば、インボリュート曲線を有する形状とされたものよりも突出量が小さくなって折れにくくなり、高強度化を図ることができる。言い換えると、インボリュート曲線を有する形状とされたものと同等の強度を得ることができる外径を小さくすることができる。また、外歯と内歯との少なくとも一方の先端部が、噛合する側の基端部と当接しないように設定されるため、その部位で干渉（押圧接触）が生じることが抑えられる。よって、その部位で負荷が増加してしまうといったことが抑えられ、高効率化を図ることができる。

上記モータであって、前記外歯と前記内歯とは、少なくとも一方の先端部が、サイクロイドの曲線よりも突出量が小さくされることで、噛合する側の基端部と当接しないように設定されることが好ましい。

同構成によれば、前記外歯と前記内歯とは、少なくとも一方の先端部が、サイクロイドの曲線よりも突出量が小さくされることで、噛合する側の基端部と当接しないように設定されるため、突出量が小さくされた部位がより折れにくくなり、より高強度化を図ることができる。

上記モータであって、前記外歯と前記内歯とは、共に先端部が、噛合する側の基端部と当接しないように設定されることが好ましい。
同構成によれば、前記外歯と前記内歯とは、共に先端部が、噛合する側の基端部と当接しないように設定されるため、外歯の先端部及び内歯の先端部で干渉（押圧接触）が生じることが抑えられる。よって、それらの部位で負荷が増加してしまうといったことが抑えられ、より高効率化を図ることができる。

上記モータであって、前記減速部は、前記回転軸と一体回転するウォーム軸と、該ウォーム軸と噛合するウォームホイールと、前記ウォームホイールの回転によって該ウォームホイールの回転軸中心を中心として円運動する前記外歯車と、前記外歯車の円運動によって前記ウォームホイールの回転軸中心で回転する前記内歯車と、それらを収容するギヤハウジングとを有することが好ましい。

同構成によれば、具体的な構成で上記効果をえることができる。
上記モータであって、車両シートを駆動することを特徴とするパワーシートモータを要旨とする。

同構成によれば、前記減速部は、前記内歯車と一体回転し車両シートに駆動連結される出力軸部を有し、車両シートを駆動するパワーシートモータであるため、作動させる車両シートの自重に加えて車両シート（座部や背もたれ）に搭乗者の体重が掛かることなどにより減速部に大きな負荷が掛かるが、サイクロイドの曲線を有する形状とされることで高強度化を図ることができるので、高い耐久性を保つことができる。また、大きな負荷により各部品の軸ずれ（傾き）が発生し、それら軸ずれが積算されることなどにより理想的な噛み合い状態から大きくずれてしまう虞があるが、外歯と内歯との先端部での干渉（押圧接触）が抑えられるため、その部位で負荷が増加してしまうといったことが抑えられ、高効率化を図ることができる。

本発明のモータ及びパワーシートモータでは、高強度化を図りつつ高効率化を図ることができる。

一実施形態におけるリフタモータの平面図。 一実施形態におけるリフタモータの断面図。 一実施形態における減速部の分解斜視図。 一実施形態における減速部の一部分解斜視図。 一実施形態における外歯車の平面図。 一実施形態における出力部材（内歯車部）の平面図。 一実施形態における外歯と内歯の噛み合い状態を示す一部平面図。

以下、パワーシートシステムの一実施形態を図１〜図５に従って説明する。
図１に示すように、パワーシートシステムは、車両に設けられる車両シート１と、該車両シート１に設けられて車両シート１を駆動するパワーシートモータとしてのリフタモータ２とを備えている。リフタモータ２は、座部１ａ及び背もたれ１ｂを有する車両シート１全体を上下動させるためのものである。

リフタモータ２は、回転軸３を回転駆動するモータ本体４と、前記回転軸３の回転を減速して出力する減速部５とを備える。
図１及び図２に示すように、減速部５は、ギヤハウジング本体６と、ギヤハウジング本体６に収容されたウォーム軸７及びウォームホイール８を含む減速機構とを有する。本実施形態の減速機構は、前記ウォーム軸７及びウォームホイール８に加えて、ウォームホイール８の回転を減速する後述の後段減速機構９を有している。

図３に示すように、ギヤハウジング本体６は、合成樹脂材料よりなり、モータ本体４と固定される固定部６ａと、固定部６ａから前記回転軸３（図１参照）の軸線方向に延びたウォーム収容部６ｂと、該ウォーム収容部６ｂの側方に形成されたホイール収容部６ｃとを有する。そして、図１に示すように、ウォーム収容部６ｂには、前記回転軸３の先端部と一体回転可能に連結されるウォーム軸７が収容されている。また、図２に示すように、ホイール収容部６ｃには、ウォーム軸７と噛合されるウォームホイール８及び後段減速機構９が収容されている。

詳しくは、まず本実施形態のウォームホイール８には、偏心軸１０がインサート成形によって設けられている。偏心軸１０は、その軸中心がウォームホイール８の（回転）軸中心に対してずれた位置に配置されてウォームホイール８の一端面から突出して設けられている。この偏心軸１０にはウォームホイール８の（回転）軸中心と一致する位置に貫通孔１０ａが形成されている。

図３に示すように、後段減速機構９は、第１プレート１１、第２プレート１２、外歯車１３、カラー１４、及び出力部材１５を有する。
第１プレート１１は、板厚方向から見て外縁が略円形に形成されるとともにその外周の一部に径方向外側に突出する係合凸部１１ａを有し、該係合凸部１１ａが前記ホイール収容部６ｃに形成された係合凹部６ｄに嵌ることで周り止めがなされてホイール収容部６ｃに収容保持されている。

また、第１プレート１１は、板厚方向に貫通する収容孔１１ｂを有し、該収容孔１１ｂの内側には第２プレート１２が収容される。第１プレート１１の板厚方向から見て、収容孔１１ｂは、１８０度離間して径方向外側に延びる一対の第１案内部１１ｃを有し、第２プレート１２は前記第１案内部１１ｃに嵌る一対の被案内部１２ａを有することで第１案内部１１ｃの延びる方向に沿って移動可能に収容孔１１ｂの内側に収容される。

また、第２プレート１２は、板厚方向から見て、前記被案内部１２ａ（第１案内部１１ｃ）の延びる方向と直交する方向に延びる形状で板厚方向に貫通する第２案内部１２ｂを有する。

図４に示すように、外歯車１３は、円環状に形成され、その軸方向一端面において１８０度離間した位置に軸方向に突出して前記第２案内部１２ｂに嵌る一対の被案内凸部１３ａを有することで、第２案内部１２ｂの延びる方向に沿って移動可能に配置される。これにより、外歯車１３は、軸方向から見て、第１案内部１１ｃに沿った方向及び第２案内部１２ｂに沿った方向であって即ち全方向に移動可能に設けられるとともに、回転（自転）不能とされる。この外歯車１３は、その外周に径方向外側に突出する外歯１３ｂを有する。そして、外歯車１３は、その内周面にカラー１４を介して前記偏心軸１０（図３参照）が嵌挿される。よって、外歯車１３は、ウォームホイール８が回転すると、回転（自転）することなく円運動することになる。

出力部材１５は、先端側の外周に歯を有し車両シート１（図１参照）に駆動連結されることになる出力軸部１５ａと、該出力軸部１５ａの基端部から径方向外側に延びる円盤部１５ｂと、該円盤部１５ｂの外縁から出力軸部１５ａとは反対方向に筒状に延びる内歯車としての内歯車部１５ｃとを有する。内歯車部１５ｃは、その内周に径方向内側に突出する内歯１５ｄを有する。また、出力部材１５の軸中心には、出力軸部１５ａとは反対方向に延びる支持軸１６が圧入固定されている。

そして、出力部材１５は、支持軸１６が前記偏心軸１０（図３参照）の貫通孔１０ａを貫通してギヤハウジング本体６におけるホイール収容部６ｃの底部に設けられた支持凹部６ｅ（図２及び図３参照）に支持されるとともに、内歯１５ｄが外歯車１３の外歯１３ｂと噛合されるように配置される。

また、ギヤハウジング本体６にはホイール収容部６ｃを覆うカバー１７がネジ１８によって固定され、出力部材１５はカバー１７に支持部材１９を介して支持される。なお、本実施形態では、ギヤハウジング本体６とカバー１７がギヤハウジングを構成している。支持部材１９は、前記出力軸部１５ａの基端側の外周を支持する筒状の支持筒部１９ａと、支持筒部１９ａの端部から径方向外側に延びて前記円盤部１５ｂを軸方向に支持する支持円盤部１９ｂとを有する。

ここで、図７に示すように、本実施形態の前記外歯１３ｂと前記内歯１５ｄとは、軸方向から見て、サイクロイドの曲線を有する形状とされるとともに、共に先端部１３ｃ，１５ｅ（外歯１３ｂの径方向外側端部、内歯１５ｄの径方向内側端部）が、噛合する側の基端部と当接しないように設定されている。

詳しくは、図５に示すように、まず外歯１３ｂは、外歯車１３の略外周である円Ｌ１（図中、部分拡大図中の１点鎖線参照）の内側及び外側を図示しない小さな円が転がるときにその円周上の一点が描く軌跡であるサイクロイドの曲線を有する形状とされるとともに、先端部１３ｃ（径方向外側端部）が、サイクロイドの曲線よりも突出量が小さくされている。これにより、図７に示すように、外歯１３ｂの先端部１３ｃ（径方向外側端部）は、噛合する側の内歯１５ｄの基端部（径方向外側端部）と当接しないように（隙間Ｓ１が形成されるように）設定されている。なお、図５中の部分拡大図には、突出量が小さくされていない場合のサイクロイドの曲線を破線で図示している。即ち、外歯１３ｂは、サイクロイドの曲線を有する形状とされるとともに、サイクロイドの曲線から先端部（径方向外側端部）が削除された形状に形成されている。

また、図６に示すように、内歯１５ｄは、内歯車部１５ｃの略内周である円Ｌ２（図中、部分拡大図中の１点鎖線参照）の内側及び外側を図示しない小さな円が転がるときにその円周上の一点が描く軌跡であるサイクロイドの曲線を有する形状とされるとともに、先端部１５ｅ（径方向内側端部）が、サイクロイドの曲線よりも突出量が小さくされている。これにより、図７に示すように、内歯１５ｄの先端部１５ｅ（径方向内側端部）は、噛合する側の外歯１３ｂの基端部（径方向内側端部）と当接しないように（隙間Ｓ２が形成されるように）設定されている。なお、図６中の部分拡大図には、突出量が小さくされていない場合のサイクロイドの曲線を破線で図示している。即ち、内歯１５ｄは、サイクロイドの曲線を有する形状とされるとともに、サイクロイドの曲線から先端部（径方向内側端部）が削除された形状に形成されている。

次に、上記のように構成されたパワーシートシステムの作用について説明する。
例えば、車両シート１を上下動させるべくリフタモータ２が駆動されると、回転軸３と共にウォーム軸７が一体回転し、それによってウォームホイール８が回転して偏心軸１０とともに外歯車１３が自転（回転）することなく（ウォームホイール８の回転軸中心を中心として）円運動する。すると、外歯車１３の外歯１３ｂが内歯車部１５ｃの内歯１５ｄと噛合して動力を伝達することで内歯車部１５ｃを含む出力部材１５が（ウォームホイール８の回転軸中心で）回転して出力軸部１５ａに駆動連結された車両シート１（座部１ａ）が上下動される。

次に、上記実施形態の効果を以下に記載する。
（１）外歯１３ｂと内歯１５ｄとは、軸方向から見て、サイクロイドの曲線を有する形状とされるため、例えば、インボリュート曲線を有する形状とされたものよりも突出量が小さくなって折れにくくなり、高強度化を図ることができる。言い換えると、インボリュート曲線を有する形状とされたものと同等の強度を得ることができる外径を小さくすることができる。また、外歯１３ｂと内歯１５ｄとは、共に先端部１３ｃ，１５ｅが、噛合する側の基端部と当接しないように設定されるため、外歯１３ｂの先端部１３ｃ及び内歯１５ｄの先端部１５ｅで干渉（押圧接触）が生じることが抑えられる。よって、その部位で負荷が増加してしまうといったことが抑えられ、高効率化を図ることができる。また、先端部１３ｃ，１５ｅの干渉による異音の発生を抑えることができる。

（２）外歯１３ｂと内歯１５ｄとは、共に先端部１３ｃ，１５ｅが、サイクロイドの曲線よりも突出量が小さくされることで、噛合する側の基端部と当接しないように設定されるため、突出量が小さくされた部位がより折れにくくなり、より高強度化を図ることができる。

（３）車両シート１を駆動するリフタモータ２であるため、作動させる車両シート１の自重に加えて車両シート１に搭乗者の体重が掛かることなどにより減速部５に大きな負荷が掛かるが、サイクロイドの曲線を有する形状とされることで高強度化を図ることができるので、高い耐久性を保つことができる。また、大きな負荷により各部品の軸ずれ（傾き）が発生し、それら軸ずれが積算されることなどにより理想的な噛み合い状態から大きくずれてしまう虞があるが、外歯１３ｂと内歯１５ｄとの先端部１３ｃ，１５ｅでの干渉（押圧接触）が抑えられるため、その部位で負荷が増加してしまうといったことが抑えられ、高効率化を図ることができる。具体的には、例えば、車両シート１に搭乗者の体重が掛かることなどにより減速部５に大きな負荷が掛かると、ウォーム軸７の回転に対してウォームホイール８の軸中心が傾き、該ウォームホイール８と共に外歯車１３の軸中心も傾き、内歯１５ｄに対して外歯１３ｂが傾いて噛合することになるが、それらの先端部１３ｃ，１５ｅが食い込むように干渉してしまうことが抑えられる。

上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、外歯１３ｂと内歯１５ｄとは、共に先端部１３ｃ，１５ｅが、噛合する側の基端部と当接しないように設定されるとしたが、これに限定されず、外歯１３ｂと内歯１５ｄとのいずれか一方の先端部１３ｃ，１５ｅが、噛合する側の基端部と当接しないように設定された構成としてもよい。このようにしても、当接しないように設定された部位で干渉（押圧接触）が生じることが抑えられる。

・上記実施形態では、外歯１３ｂと内歯１５ｄとは、先端部１３ｃ，１５ｅが、サイクロイドの曲線よりも突出量が小さくされることで、噛合する側の基端部と当接しないように設定されるとしたが、先端部が、噛合する側の基端部と当接しないようにできれば、他の形状に変更してもよい。例えば、先端部を、サイクロイドの曲線と一致する形状とし、基端部を、サイクロイドの曲線よりも深く形成することで、先端部が噛合する側の基端部と当接しないように設定してもよい。

・上記実施形態では、減速部５は、ウォーム軸７と、ウォームホイール８と、外歯車１３と、内歯車としての内歯車部１５ｃ（出力部材１５）とを有する構成としたが、少なくとも外歯車と内歯車とを有した減速部であれば、他の構成の減速部としてもよい。

・上記実施形態では、車両シート１（座部１ａ）を上下動させるリフタモータ２に具体化したが、車両シート１の背もたれ１ｂを傾動させるリクライニングモータ等の他のパワーシートモータとしてもよいし、パワーシートモータ以外のモータとして具体化してもよい。

１…車両シート、２…リフタモータ（パワーシートモータ）、３…回転軸、４…モータ本体、５…減速部、６…ギヤハウジングの一部を構成するギヤハウジング本体、７…ウォーム軸、８…ウォームホイール、１３…外歯車、１３ｂ…外歯、１３ｃ，１５ｅ…先端部、１５ａ…出力軸部、１５ｃ…内歯車部（内歯車）、１５ｄ…内歯、１７…ギヤハウジングの一部を構成するカバー。

Claims (5)

1. 回転軸を回転駆動するモータ本体と、
   前記回転軸の回転を減速して出力する減速部と
   を備え、
   前記減速部は、
   径方向外側に突出する外歯を有し自転することなく円運動する外歯車と、
   径方向内側に突出する内歯を有し前記外歯車の円運動によって前記外歯が前記内歯と噛合することで回転する内歯車とを有するモータであって、
   前記外歯と前記内歯とは、軸方向から見て、サイクロイドの曲線を有する形状とされるとともに、少なくとも一方の先端部が、噛合する側の基端部と当接しないように設定されたことを特徴とするモータ。
2. 請求項１に記載のモータであって、
   前記外歯と前記内歯とは、少なくとも一方の先端部が、サイクロイドの曲線よりも突出量が小さくされることで、噛合する側の基端部と当接しないように設定されたことを特徴とするモータ。
3. 請求項１又は２に記載のモータであって、
   前記外歯と前記内歯とは、共に先端部が、噛合する側の基端部と当接しないように設定されたことを特徴とするモータ。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載のモータであって、
   前記減速部は、
   前記回転軸と一体回転するウォーム軸と、該ウォーム軸と噛合するウォームホイールと、前記ウォームホイールの回転によって該ウォームホイールの回転軸中心を中心として円運動する前記外歯車と、前記外歯車の円運動によって前記ウォームホイールの回転軸中心で回転する前記内歯車と、それらを収容するギヤハウジングとを有することを特徴とするモータ。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載のモータであって、
   前記減速部は、前記内歯車と一体回転し車両シートに駆動連結される出力軸部を有し、車両シートを駆動することを特徴とするパワーシートモータ。