JP2019044789A - 減速機構付モータ - Google Patents

Abstract

【課題】ウォームホイールの精度が低くても、電流変動やパルス変動を小さくして、ひいてはより高精度な制御が行えるようにする。
【解決手段】ウォームホイール４６の歯部４７の圧力角β°（＝１２°）の方が、ウォーム４４の歯部４５の圧力角α°（＝１１°）よりも大きくなっているので、ウォームの歯部の圧力角とウォームホイールの歯部の圧力角とが同じ角度であるもの（従前の形態）に比して、ウォームホイール４６の歯部４７の歯先を先細り形状にできる。これにより、ウォームホイール４６の歯部４７にばらつきがあったとしても、従前の形態の場合に接触したりしなかったりしていた歯部を、互いに確実に接触させないようにできる。
【選択図】図６

Description

本発明は、アーマチュア軸の回転を減速して出力する減速機構付モータに関する。

従来、自動車等の車両に搭載されるパワーウィンドウ装置やサンルーフ装置等の駆動源には、小型でありながら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。減速機構付モータは、車室内にある操作スイッチ等の操作により駆動され、これによりウィンドウガラスやサンルーフ等が開閉される。

パワーウィンドウ装置やサンルーフ装置等の駆動源に用いられる減速機構付モータには、例えば、特許文献１に記載された技術が知られている。特許文献１に記載された減速機構付モータは、モータ部およびギヤ部を備えている。そして、モータ部にはアーマチュア軸が設けられ、ギヤ部にはアーマチュア軸により回転されるウォームおよび当該ウォームに噛み合わされるウォームホイールが設けられている。

また、減速機構付モータを構成する部品の中でも、ウォームホイールは大型の部品となっている。よって、減速機構付モータの軽量化を図るためにも樹脂製のウォームホイールを採用している。その一方で、ウォームホイールを回転させるウォームは、その歯部には大きな負荷が掛かるため鋼製となっている。

特開２０１２−０１７８３１号公報

ところで、減速機構を形成するウォームおよびウォームホイールは、その仕様を決定するに当たり、通常、ウォームの歯部の圧力角と、ウォームホイールの歯部の圧力角とを、それぞれ同じ角度となるように設計する。これにより、理論上では、ウォームとウォームホイールとが正しく噛み合わされて、互いにスムーズに回転可能となる。

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では、ウォームを鋼製とし、ウォームホイールを樹脂製としている。そのため、ウォームは切削加工等により精度良く成形することができるが、ウォームホイールは溶融した樹脂材料を射出成形した後に冷却して硬化させるため、樹脂の収縮具合等により精度が低下し易い。よって、樹脂製のウォームホイールでは、複数設けられる歯部の間でも、その形状にばらつきが生じ易い。

具体的には、ウォームホイールの歯部にばらつきが生じると、ウォームホイールが１回転する間に、ウォームの歯部とウォームホイールの歯部との噛み合い点（図８，図９の黒丸印参照）の数が一定に（設計通りに）ならず、ウォームホイールが１回転する間に、噛み合い点の数が増減してしまう。この噛み合い点の数の増減は、減速機構の回転抵抗のばらつきとなり、ひいてはモータ部に対する負荷の変動を招くことになる。

そして、モータ部に対する負荷の変動が大きい場合には、モータ部への駆動電流の変動（電流変動）も大きくなり、ひいてはモータ部を高精度で制御するのが難しくなるといった問題を生じ得る。

また、特許文献１に記載された減速機構付モータには、ウォームの回転速度を検出するホールＩＣが設けられている。これによりコントローラは、ホールＩＣからのパルス信号の変動（パルス変動）に応じて、ウォームの回転速度が低下したこと、つまり荷物などの挟み込みを検知して、モータ部の回転を停止させたりする。そして、ウォームの歯部とウォームホイールの歯部との噛み合い点の数の増減は、この荷物などの挟み込みの検知精度にも影響を与え得る。

例えば、荷物などの挟み込みをしていないにも関わらず、噛み合い点の数が増加してウォームが回転し難くなると、このパルス変動をコントローラが検知して、荷物などの挟み込みがあったと誤認識してしまう。よって、ウィンドウガラスの開閉途中で、モータ部が停止されるようなことが起こり得る。

このように、樹脂製のウォームホイールの歯部の精度低下は、電流変動やパルス変動を大きくしてしまい、ひいては減速機構付モータの高精度な制御を難しくするという問題があった。

本発明の目的は、ウォームホイールの精度が低くても、電流変動やパルス変動を小さくして、ひいてはより高精度な制御が行える減速機構付モータを提供することにある。

本発明の一態様では、アーマチュア軸の回転を減速して出力する減速機構付モータであって、前記アーマチュア軸により回転されるウォームと、前記ウォームに噛み合わされるウォームホイールと、を備え、前記ウォームホイールの歯部の圧力角の方が、前記ウォームの歯部の圧力角よりも大きくなっている。

本発明の他の態様では、前記ウォームが鋼製であり、前記ウォームホイールが樹脂製である。

本発明の他の態様では、前記ウォームホイールの歯部の形状が、前記ウォームホイールの回転方向に沿う一方側および他方側で同じ形状となっている。

本発明の他の態様では、前記ウォームホイールの軸心を通り、かつ前記ウォームの軸線と直交する線分を基準線としたときに、前記ウォームの歯部と前記ウォームホイールの歯部との噛み合い点の数が、前記基準線に対して前記ウォームホイールの回転方向側の方が、前記基準線に対して前記ウォームホイールの回転方向側とは反対側よりも多くなっている。

本発明によれば、ウォームホイールの歯部の圧力角の方が、ウォームの歯部の圧力角よりも大きくなっているので、ウォームの歯部の圧力角とウォームホイールの歯部の圧力角とが同じ角度であるもの（従前の形態）に比して、ウォームホイールの歯部の歯先を先細り形状にできる。これにより、ウォームホイールの歯部にばらつきがあったとしても、従前の形態の場合に接触したりしなかったりしていた歯部を、互いに確実に接触させないようにできる。

したがって、ウォームホイールが１回転する間のウォームの歯部とウォームホイールの歯部との噛み合い点の数の増減が抑えられて、ウォームとウォームホイールとの噛み合いをスムーズにすることができる。よって、電流変動やパルス変動を小さくすることができ、より高精度な制御が可能となる。

本発明に係る減速機構付モータを示す平面図である。 図１のＡ矢視図である。 図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 ウォームホイール，ダンパ部材および出力部材を示す分解斜視図である。 ウォームおよびウォームホイールを図３の矢印Ｃ方向から見た平面図である。 （ａ）はウォームの歯部の形状（基準ラック歯形）を説明する断面図，（ｂ）はウォームホイールの歯部の形状（基準ラック歯形）を説明する断面図である。 ウォームホイールの歯部の形状を本発明と比較例とで比較した図である。 ウォームホイールが時計回り（ＣＷ）方向に回転される場合の噛み合い点を説明する説明図である。 ウォームホイールが反時計回り（ＣＣＷ）方向に回転される場合の噛み合い点を説明する説明図である。

以下、本発明の一実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。

図１は本発明に係る減速機構付モータを示す平面図を、図２は図１のＡ矢視図を、図３は図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図を、図４はウォームホイール，ダンパ部材および出力部材を示す分解斜視図を、図５はウォームおよびウォームホイールを図３の矢印Ｃ方向から見た平面図を、図６（ａ）はウォームの歯部の形状（基準ラック歯形）を説明する断面図，（ｂ）はウォームホイールの歯部の形状（基準ラック歯形）を説明する断面図を、図７はウォームホイールの歯部の形状を本発明と比較例とで比較した図をそれぞれ示している。

図１に示される減速機構付モータ１０は、自動車等の車両に搭載されるパワーウィンドウ装置の駆動源に用いられ、ウィンドウガラスを昇降させるウィンドウレギュレータ（図示せず）を駆動する。減速機構付モータ１０は、車両のドア内の狭小スペースに設置されるため、図２に示されるように扁平形状となっている。減速機構付モータ１０は、モータ部２０とギヤ部４０とを備え、モータ部２０およびギヤ部４０は、互いに３つの締結ねじ１１によって一体化（ユニット化）されている。

図１に示されるように、モータ部２０は、モータケース２１を備えている。モータケース２１は、磁性材料よりなる鋼板を深絞り加工等することで有底筒状に形成されている。モータケース２１の内部には、図２に示されるように、断面が略円弧形状に形成された４つのマグネット２２（図１では２つのみ示す）が設けられている。

また、これらのマグネット２２の内側には、コイル２３が巻装されたアーマチュア２４が、所定の隙間を介して回転自在に設けられている。そして、アーマチュア２４の回転中心には、アーマチュア軸２５が固定されている。アーマチュア軸２５の軸方向中央寄りの部分で、かつアーマチュア２４に近接する部分には、コンミテータ２６が設けられている。コンミテータ２６には、アーマチュア２４に巻装されたコイル２３の端部が電気的に接続されている。

コンミテータ２６の外周部分には、一対のブラシ２７が摺接されている。これらのブラシ２７は、モータケース２１の開口部分を閉塞するブラシホルダ（図示せず）に保持され、ばね部材２８のばね力により、それぞれコンミテータ２６に弾性接触されている。これにより、車載コントローラ（図示せず）から各ブラシ２７に駆動電流が供給され、アーマチュア２４に回転力（電磁力）が発生する。よって、アーマチュア軸２５が所定の回転方向および回転数で回転される。

モータケース２１の底部側（図１中右側）は、段付形状に形成され、この段付き形状の部分には、モータケース２１の本体部よりも小径となった有底段部２１ａが設けられている。有底段部２１ａには、第１ラジアル軸受２９が装着され、第１ラジアル軸受２９は、アーマチュア軸２５の軸方向一側（図１中右側）を回転自在に支持している。また、有底段部２１ａの底部側には、第１スラスト軸受３０が設けられ、当該第１スラスト軸受３０は、アーマチュア軸２５の軸方向への移動を規制している。

ここで、図示しないブラシホルダには、第２ラジアル軸受３１が装着されており、この第２ラジアル軸受３１は、アーマチュア軸２５の軸方向中央寄りの部分を回転自在に支持している。

ギヤ部４０は、ギヤケース４１と、当該ギヤケース４１に取り付けられたコネクタ部材４２と、を備えている。ギヤケース４１は、プラスチック等の樹脂材料を射出成形することで所定形状に形成され、モータケース２１の開口側に３つの締結ねじ１１（図２参照）によって固定されている。なお、コネクタ部材４２は、その先端側がギヤケース４１の側方から内部に差し込まれて、当該状態のもとで一対の固定ねじ４３（図２参照）によってギヤケース４１に固定されている。

ギヤケース４１の内部には、アーマチュア軸２５の軸方向他側（図１中左側）が延在されており、このアーマチュア軸２５の軸方向他側でかつ外周部分には、ウォーム４４が固定されている。すなわち、ウォーム４４は、アーマチュア軸２５により回転される。また、ギヤケース４１の内部には、ウォーム４４に噛み合わされるウォームホイール４６が回転自在に収容されている。ここで、図５に示されるように、ウォーム４４は螺旋状の歯部４５を備え、ウォームホイール４６はその軸方向に緩やかな傾斜角度で傾斜された歯部４７を備えている。これにより、ウォーム４４の回転力がウォームホイール４６に滑らか（スムーズ）に伝達される。

図１に示されるように、アーマチュア軸２５の軸方向他側には、ギヤケース４１の内部において、アーマチュア軸２５の軸方向への移動を規制する第２スラスト軸受４８が設けられている。また、アーマチュア軸２５の軸方向他側は、第３ラジアル軸受４９により回転自在に支持されている。

このように、アーマチュア軸２５の軸方向一側に第１ラジアル軸受２９，第１スラスト軸受３０を設け、アーマチュア軸２５の軸方向中央寄りの部分に第２ラジアル軸受３１を設け、アーマチュア軸２５の軸方向他側に第３ラジアル軸受４９，第２スラスト軸受４８を設けることで、アーマチュア軸２５（アーマチュア２４）は、効率良くスムーズに回転可能となっている。

アーマチュア軸２５の軸方向に沿うコンミテータ２６と第２ラジアル軸受３１との間には、環状のセンサマグネット５０が一体に設けられている。センサマグネット５０は、その周方向に沿ってＮ極，Ｓ極が交互に並ぶよう着磁されている。一方、コネクタ部材４２には、センサ基板４２ａが装着されており、このセンサ基板４２ａのセンサマグネット５０との対向部分には、回転センサ４２ｂが実装されている。

ここで、回転センサ４２ｂは、センサマグネット５０の磁束線の向きやその変化を捉える磁気センサとなっている。これにより回転センサ４２ｂは、アーマチュア軸２５の回転状態、つまりアーマチュア軸２５の回転方向や回転速度を検出する。より具体的には、回転センサ４２ｂは、センサ素子としての磁気抵抗素子（ＭＲ素子）備え、さらには巨大磁気抵抗効果現象（Giant Magneto Resistance Effect）を応用したＧＭＲセンサとなっている。

車載コントローラは、回転センサ４２ｂからの検出信号を検出して、アーマチュア軸２５の回転状態を算出する。例えば、アーマチュア軸２５の回転速度が低下した場合には、車載コントローラは、ウィンドウガラスに障害物が接触している（挟み込んでいる）と判断する。そして、減速機構付モータ１０の回転駆動を停止または反転動作させる制御を実行する。

図３に示されるように、ギヤケース４１の底部４１ａには、ウォームホイール４６を回転自在に支持する支持筒４１ｂが一体に設けられている。支持筒４１ｂは、ギヤケース４１の内側に突出され、支持筒４１ｂの径方向内側には、出力部材７０を形成する出力軸７１が回転自在に支持されている。そして、出力軸７１の先端側（図３中上側）は、ギヤケース４１の外部に露出されている。

図３および図４に示されるように、ウォームホイール４６には、ダンパ部材６０および出力部材７０が組み付けられている。ダンパ部材６０は、ゴム等の弾性材料により形成され、環状の本体部６１と、当該本体部６１に一体に設けられた６つのダンパ片６２と、を備えている。６つのダンパ片６２は、本体部６１の周方向に略等間隔（略６０度間隔）で設けられ、かつ本体部６１の径方向外側に突出されている。ここで、本体部６１および６つのダンパ片６２を含むダンパ部材６０は、ウォームホイール４６の収容部ＳＰに収容されている。

そして、隣り合う各ダンパ片６２の間には、ウォームホイール４６に一体に設けられた３つのトルク出力部４６ａと、出力部材７０の円盤部材７２に一体に設けられた３つのトルク受け部７２ａ（図４では２つのみ示す）とが、ダンパ部材６０の周方向に沿ってそれぞれ交互に入り込んでいる。これにより、ウォームホイール４６が正逆方向に回転されると、トルク出力部４６ａからダンパ片６２を介してトルク受け部７２ａに回転トルクが伝達される。このとき、ダンパ片６２が弾性変形されて、回転トルクの急激な変動等に伴う衝撃が緩和される。

出力部材７０は、鋼材等よりなる略円柱状の出力軸７１を備えており、当該出力軸７１と支持筒４１ｂとの間には、シールリングＳＲが設けられている。これにより、底部４１ａ側からギヤケース４１の内部への雨水等の進入が阻止される。また、出力軸７１の外部に露出された先端部には、連結ギヤ７１ａが一体に設けられている。そして、この連結ギヤ７１ａには、ウィンドレギュレータを形成するギヤ（図示せず）が動力伝達可能に連結される。

出力軸７１のギヤケース４１内に収容された基端部には、プラスチック等の樹脂材料よりなる円盤部材７２が固定されている。より具体的には、円盤部材７２の中心部分には、鋼製の基材７３がインサート成形により埋設され、この基材７３が出力軸７１の基端部にセレーション嵌合（詳細図示せず）により固定されている。これにより、円盤部材７２からの回転力が、出力軸７１に効率良く伝達される。なお、円盤部材７２は、出力軸７１に対して、止め輪Ｒにより抜け止めされている。

円盤部材７２のウォームホイール４６側（図３中上側）には、隣り合う各ダンパ片６２の間にそれぞれ入り込む３つのトルク受け部７２ａが一体に設けられている。これらのトルク受け部７２ａは、円盤部材７２の周方向に沿って略等間隔（略１２０度間隔）で配置されている。ここで、３つのトルク受け部７２ａは、ウォームホイール４６の収容部ＳＰに収容されている。

ギヤケース４１の開口側（図３中下側）は、ケースカバー８０によって密閉されている。ケースカバー８０は、ステンレス鋼板をプレス加工等することで略円板状に形成され、その中心部分には、出力軸７１側に向けて突出された凸部８１が設けられている。この凸部８１は、出力軸７１の基端側に形成された凹部７１ｂに摺動自在に入り込んでいる。これにより、開口側からギヤケース４１内への雨水等の進入が阻止されるとともに、出力軸７１の回転振れが抑制される。

ここで、減速機構付モータ１０の動力伝達経路について説明すると、まず、アーマチュア軸２５の回転がウォーム４４およびウォームホイール４６（減速機構ＳＤ）により減速される。次いで、減速されて高トルク化された回転力が、トルク出力部４６ａからダンパ片６２を介してトルク受け部７２ａに伝達される。その後、出力軸７１から連結ギヤ７１ａに連結されたウィンドレギュレータに設けられたギヤに回転力が出力され、ひいてはウィンドウガラスが昇降される。

減速機構ＳＤを形成するウォーム４４の歯部４５は、図５および図６（ａ）に示されるように螺旋形状に形成されている。また、図６（ａ）の基準ラック歯形に示されるように、歯部４５の形状は、当該歯部４５の歯先の中心を通る線分ＬＮ１を境に、ウォーム４４の軸方向に沿う一方側（図中右側）および他方側（図中左側）で同じ形状となっている。そして、ウォーム４４の歯部４５の圧力角は、基準ラック歯形のピッチ点Ｐ１を通る第１基準線（ピッチ円径）Ｂ１と直交する第２基準線Ｂ２を基準として［α°（＝１１°）］に設定されている。ここで、圧力角α°は、第２基準線Ｂ２と、ピッチ点Ｐ１を通る歯部４５の歯面の接線Ｓ１とのなす角度となっている。

ここで、ウォーム４４は鋼製（例えばＳ４５Ｃ）であり、切削加工により精度良く製造されている。したがって、低温環境や高温環境に曝したとしても、寸法変動は殆どしない。よって、使用される環境に関わらず、歯部４５の圧力角は［α°（＝１１°）］で一定に保持される。

これに対し、減速機構ＳＤを形成するウォームホイール４６の歯部４７は、図５および図６（ｂ）に示されるように平歯形状に形成されている。また、図６（ｂ）の基準ラック歯形に示されるように、歯部４７の形状は、当該歯部４７の歯先の中心を通る線分ＬＮ２を境に、ウォームホイール４６の回転方向に沿う一方側（図中右側）および他方側（図中左側）で同じ形状となっている。そして、ウォームホイール４６の歯部４７の圧力角は、基準ラック歯形のピッチ点Ｐ２を通る第１基準線（ピッチ円径）Ｂ３と直交する第２基準線（半径線）Ｂ４を基準として［β°（＝１２°）］に設定されている。ここで、圧力角β°は、理論上の設計値であって、第２基準線Ｂ４と、ピッチ点Ｐ２を通る歯部４７の歯面の接線Ｓ２とのなす角度となっている。

ここで、ウォームホイール４６は樹脂製（例えばＰＯＭ）であり、溶融された樹脂材料を金型内に射出することで形成（射出成形）されている。したがって、射出成形後に冷却されて硬化されると、複数設けられた歯部４７の間で寸法誤差が生じたり、使用環境の温度変化が大きい場合には、寸法変動が起こったりする。すなわち、鋼製のウォームホイールに比して、樹脂製のウォームホイール４６は、軽量化には優れるものの寸法精度が低くなっている。

よって、これらの寸法誤差が発生することを先読みし、その寸法誤差の程度を考慮し、歯部４７の圧力角を、ウォーム４４の歯部４５の圧力角［α°（＝１１°）］よりも大きい［β°（＝１２°）］としている（β°＜α°）。すなわち、このようにウォームホイール４６の歯部４７の圧力角を［β°（＝１２°）］に設定することで、図７に示されるように、比較例の歯部（圧力角小）に比して、歯先が先細りとなった歯部４７（圧力角大）となる。

ここで、比較例の歯部（図７中破線）は、ウォーム４４の歯部４５の圧力角［α°（＝１１°）］と同じ圧力角（＝１１°）とした場合の歯部である。すなわち、比較例の歯部は、通常の設計思想に基づき、ウォームの歯部の圧力角と、ウォームホイールの歯部の圧力角とを、それぞれ同じ角度となるようにしたものであり、理論上では、ウォームとウォームホイールとが正しく噛み合わされて、互いにスムーズに回転可能とされるものである。

次に、ウォーム４４の歯部４５と、ウォームホイール４６の歯部４７と、の噛み合い点の状態について、図面を用いて詳細に説明する。

図８はウォームホイールが時計回り（ＣＷ）方向に回転される場合の噛み合い点を説明する説明図を、図９はウォームホイールが反時計回り（ＣＣＷ）方向に回転される場合の噛み合い点を説明する説明図をそれぞれ示している。

［時計回り（ＣＷ）方向への回転時］
図８に示されるように、ウォーム４４が正転駆動されて、当該ウォーム４４の歯部４５が矢印Ｍ１の方向に移動していくと、ウォームホイール４６は矢印ＣＷの方向に回転される。すると、ウォーム４４の歯部４５とウォームホイール４６の歯部４７との噛み合い点が、破線矢印に示されるように、ＢＰ１，ＢＰ２，ＢＰ３のようになる。

ここで、本実施の形態においては、ウォーム４４の歯部４５とウォームホイール４６の歯部４７との噛み合い点の数は、負荷状態が一定の時には、ＢＰ１，ＢＰ２，ＢＰ３の３箇所となっている。つまり、噛み合い終わり側にある噛み合い点ＢＰ３の噛み合いが解除されると、これに引き続き、噛み合い始め側に噛み合い点ＢＰ１が現れるようになっている。これがウォーム４４の正転駆動により繰り返されることで、噛み合い点の数が３箇所となる。

そして、噛み合い始め側の噛み合い点ＢＰ１に対して、ウォームホイール４６の回転方向側とは反対側では、ウォーム４４の歯部４５とウォームホイール４６の歯部４７との間に、二点鎖線円で囲ったようにクリアランス（隙間）ＣＬが形成されている。このクリアランスＣＬは、本実施の形態においては、ウォームホイール４６が１回転する間に常に形成され、これは、ウォームホイール４６の歯部４７の圧力角β°（図６（ｂ）参照）の方を、ウォーム４４の歯部４５の圧力角α°（図６（ａ）参照）よりも大きくしたことに起因している。

要するに、ウォームホイール４６の歯部４７の歯先を、図７に示されるように先細り形状にしたことで、たとえウォームホイール４６の歯部４７の寸法精度が低くても、歯部４７の形状のばらつきに応じて、大小様々なクリアランスＣＬが確実に形成されるようになっている。よって、樹脂製のウォームホイール４６であっても、噛み合い点の数を３箇所にでき、ひいては、従前のような噛み合い点の増減に起因した減速機構ＳＤの回転抵抗のばらつきが確実に抑えられる。

さらに具体的には、図５および図８に示されるように、ウォームホイール４６の軸心Ｃ１を通り、かつウォーム４４の軸線Ｃ２と直交する線分を基準線ＢＬとしたときに、ウォーム４４の歯部４５とウォームホイール４６の歯部４７との噛み合い点の数が、基準線ＢＬに対してウォームホイール４６の回転方向側（図８中右側）の方が、基準線ＢＬに対してウォームホイール４６の回転方向側とは反対側（図８中左側）よりも多くなっている。つまり、基準線ＢＬの図８中右側には、噛み合い点ＢＰ２，ＢＰ３の「２箇所」が存在し、基準線ＢＬの図８中左側には、噛み合い点ＢＰ１の「１箇所」が存在している。ここで、基準線ＢＬは、本発明における基準線を構成している。

このように、本実施の形態では、噛み合い終わり側（基準線ＢＬの図８中右側）の噛み合い点の数の方が多くなっており、噛み合い始め側（基準線ＢＬの図８中左側）の噛み合い点の数が多い場合よりも、ウォーム４４の歯部４５とウォームホイール４６の歯部４７との噛み合い抵抗（こじり力）が小さくて済む。したがって、これによっても、減速機構ＳＤの作動抵抗を低減することができる。

［反時計回り（ＣＣＷ）方向への回転時］
また、図９に示されるように、ウォーム４４が逆転駆動されて、当該ウォーム４４の歯部４５が矢印Ｍ２の方向に移動していくと、ウォームホイール４６は矢印ＣＣＷの方向に回転される。すると、ウォーム４４の歯部４５とウォームホイール４６の歯部４７との噛み合い点が、破線矢印に示されるように、ＢＰ４，ＢＰ５，ＢＰ６のようになる。

この場合（ＣＣＷ回転）においても、上述の時計回り（ＣＷ）方向への回転時と同様に、減速機構ＳＤの回転抵抗のばらつきが確実に抑えられ、かつ減速機構ＳＤの作動抵抗を低減することができる。なお、詳細な説明は、上述した内容と重複するため省略する。

次に、以上のように構成された減速機構付モータ１０（本発明）の方が、比較例（従前の構造）の減速機構付モータに比して、その回転抵抗が低減されて、かつばらつきが少なくなっていることについて説明する。なお、比較例は、ウォームホイールの歯部の圧力角を、ウォームの歯部の圧力角と同じ「１１°」にしたものであり、通常の設計思想により設計された減速機構付モータとなっている。

また、本発明（圧力角１２°）および比較例（圧力角１１°）の何れにおいても、同じ条件で駆動してデータの取得を行った。具体的には、ウォームホイールを時計回り方向（ＣＷ方向）に駆動するとともに、反時計回り方向（ＣＣＷ方向）に駆動し、かつその動作をそれぞれ２回ずつ行った。

まず、ウォームホイールが１回転する間に、減速機構付モータにどのくらいの大きさの電流が流れているのかを計測した。すなわち、電流値が大きい場合には、減速機構付モータ（減速機構）の作動抵抗が大きく、電流変動が大きい場合には、減速機構付モータ（減速機構）の回転抵抗のばらつきが大きい。

比較例（圧力角１１°）では、電流値の大きさが「中程度」であり、かつ、ＣＷ方向への駆動時における電流変動の方が、ＣＣＷ方向への駆動時における電流変動よりも大きかった。すなわち、比較例では、作動抵抗が大きく、かつ回転抵抗のばらつきが大きかった。

これは、比較例では、図８および図９に示される「クリアランスＣＬ」が殆ど無く、ウォームホイールが１回転する間に当該部分において、ウォームの歯部とウォームホイールの歯部とが接触したりしなかったりすることに起因している。つまり、噛み合い点が「３箇所」になったり「４箇所」になったりして、その数が増減していることに起因している。

これに対し、本発明（圧力角１２°）では、電流値の大きさが比較例よりも低い状態となり、かつ、ＣＷ方向およびＣＣＷ方向への駆動時における電流変動のばらつきが少なかった。すなわち、本実施の形態（本発明）では、比較例に比して作動抵抗が小さく、かつ回転抵抗のばらつきが小さかった。言い換えれば、本発明（圧力角１２°）では、比較例（圧力角１１°）に比して、省電力で駆動することができ、かつ滑らか（スムーズ）な駆動により静粛性にも優れていると言える。

次に、ウォームホイールが１回転する間に、回転センサ４２ｂからの検出信号、つまり「パルス信号」がどのように変動するのかを計測した。すなわち、駆動電流を一定として、回転センサ４２ｂからの検出信号がどの程度ばらつくのか（＝回転抵抗のばらつき）を計測した。

比較例（圧力角１１°）では、ＣＷ方向およびＣＣＷ方向の双方において、パルス変動が大きかった。これに対し、本発明（圧力角１２°）では、ＣＷ方向およびＣＣＷ方向の双方において、比較例に比してパルス変動が小さかった。

すなわち、このようなパルス変動の観点からも、本実施の形態（本発明）では、比較例に比して回転抵抗のばらつきが小さかった。言い換えれば、本発明（圧力角１２°）では、比較例（圧力角１１°）に比して、荷物などの挟み込みの検知精度を向上させることが可能である。よって、コントローラの誤認識を抑制して、ウィンドウガラスの開閉途中で、モータ部が停止されるようなことが効果的に防止される。

以上詳述したように、本実施の形態に係る減速機構付モータ１０によれば、ウォームホイール４６の歯部４７の圧力角β°（＝１２°）の方が、ウォーム４４の歯部４５の圧力角α°（＝１１°）よりも大きくなっているので、ウォームの歯部の圧力角とウォームホイールの歯部の圧力角とが同じ角度であるもの（従前の形態）に比して、図７に示されるように、ウォームホイール４６の歯部４７の歯先を先細り形状にできる。これにより、ウォームホイール４６の歯部４７にばらつきがあったとしても、従前の形態の場合に接触したりしなかったりしていた歯部を、互いに確実に接触させないようにできる。

したがって、ウォームホイール４６が１回転する間のウォーム４４の歯部４５とウォームホイール４６の歯部４７との噛み合い点の数を、負荷状態が一定の時には、ＢＰ１，ＢＰ２，ＢＰ３（ＢＰ４，ＢＰ５，ＢＰ６）の３箇所としてその増減が抑えられて、ウォーム４４とウォームホイール４６との噛み合いを滑らか（スムーズ）にすることができる。よって、電流変動やパルス変動を小さくすることができ、より高精度な制御が可能となる。

また、本実施の形態に係る減速機構付モータ１０によれば、ウォーム４４が鋼製であり、ウォームホイール４６が樹脂製であるので、ウォーム４４よりも大きく、かつ減速機構付モータ１０の容積の大きい部分を占めるウォームホイール４６を軽量化することができる。さらに、ウォームホイール４６の成形精度をアップさせずに済むので、製造コストの上昇を抑えることもできる。また、大きい部品を軽量化できるため、回転慣性モーメントを小さくして、正逆回転を迅速に切り替えられるようになる。

さらに、本実施の形態に係る減速機構付モータ１０によれば、ウォームホイール４６の歯部４７の形状が、ウォームホイール４６の回転方向に沿う一方側および他方側で同じ形状となっているので、ウォームホイール４６を、時計回り方向（ＣＷ方向）および反時計回り方向（ＣＣＷ方向）の双方において、同じ条件で回転駆動させることができる。よって、パワーウィンドウ装置等の正逆回転される駆動源に用いて好適となる。

また、本実施の形態に係る減速機構付モータ１０によれば、ウォームホイール４６の軸心Ｃ１を通り、かつウォーム４４の軸線Ｃ２と直交する線分を基準線ＢＬとしたときに、ウォーム４４の歯部４５とウォームホイール４６の歯部４７との噛み合い点の数が、基準線ＢＬに対してウォームホイール４６の回転方向側の方が、基準線ＢＬに対してウォームホイール４６の回転方向側とは反対側よりも多くなっている。

したがって、噛み合い終わり側（基準線ＢＬの図８中右側）の噛み合い点の数を、噛み合い始め側（基準線ＢＬの図８中左側）の噛み合い点の数よりも多くすることができる。よって、ウォーム４４の歯部４５とウォームホイール４６の歯部４７との噛み合い抵抗（こじり力）を小さくすることができ、ひいては減速機構ＳＤの作動抵抗を低減することができる。

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、上記実施の形態では、ウォームホイール４６を、プラスチック等の樹脂材料を射出成形することで形成したものを示したが、本発明はこれに限らず、冷却して硬化される時に寸法誤差を生じ得る他の素材のウォームホイール、例えばアルミ材料等を鋳造成形することで形成したウォームホイールにも適用することができる。

また、上記実施の形態では、減速機構付モータ１０を、車両に搭載されるパワーウィンドウ装置の駆動源に用いたものを示したが、本発明はこれに限らず、サンルーフ装置やワイパ装置等の他の駆動源にも用いることができる。

さらに、上記実施の形態では、モータ部２０にブラシ付の電動モータを採用したものを示したが、本発明はこれに限らず、例えば、モータ部２０にブラシレスの電動モータ等を採用することもできる。

その他、上記実施の形態における各構成要素の材質，形状，寸法，数，設置箇所等は、本発明を達成できるものであれば任意であり、上記実施の形態に限定されない。

１０ 減速機構付モータ
１１ 締結ねじ
２０ モータ部
２１ モータケース
２１ａ 有底段部
２２ マグネット
２３ コイル
２４ アーマチュア
２５ アーマチュア軸
２６ コンミテータ
２７ ブラシ
２８ ばね部材
２９ 第１ラジアル軸受
３０ 第１スラスト軸受
３１ 第２ラジアル軸受
４０ ギヤ部
４１ ギヤケース
４１ａ 底部
４１ｂ 支持筒
４２ コネクタ部材
４２ａ センサ基板
４２ｂ 回転センサ
４３ 固定ねじ
４４ ウォーム
４５ 歯部
４６ ウォームホイール
４６ａ トルク出力部
４７ 歯部
４８ 第２スラスト軸受
４９ 第３ラジアル軸受
５０ センサマグネット
６０ ダンパ部材
６１ 本体部
６２ ダンパ片
７０ 出力部材
７１ 出力軸
７１ａ 連結ギヤ
７１ｂ 凹部
７２ 円盤部材
７２ａ トルク受け部
７３ 基材
８０ ケースカバー
８１ 凸部
Ｂ１，Ｂ３ 第１基準線
Ｂ２，Ｂ４ 第２基準線
ＢＬ 基準線
ＢＰ１，ＢＰ２，ＢＰ３ 噛み合い点
Ｃ１ 軸心
Ｃ２ 軸線
ＣＬ クリアランス
ＬＮ１，ＬＮ２ 線分
Ｐ１，Ｐ２ ピッチ点
Ｒ 止め輪
Ｓ１，Ｓ２ 接線
ＳＤ 減速機構
ＳＰ 収容部
ＳＲ シールリング
α°，β° 圧力角

Claims (4)

1. アーマチュア軸の回転を減速して出力する減速機構付モータであって、
   前記アーマチュア軸により回転されるウォームと、
   前記ウォームに噛み合わされるウォームホイールと、
   を備え、
   前記ウォームホイールの歯部の圧力角の方が、前記ウォームの歯部の圧力角よりも大きくなっている、
   減速機構付モータ。
2. 請求項１記載の減速機構付モータにおいて、
   前記ウォームが鋼製であり、
   前記ウォームホイールが樹脂製である、
   減速機構付モータ。
3. 請求項１または２記載の減速機構付モータにおいて、
   前記ウォームホイールの歯部の形状が、前記ウォームホイールの回転方向に沿う一方側および他方側で同じ形状となっている、
   減速機構付モータ。
4. 請求項３記載の減速機構付モータにおいて、
   前記ウォームホイールの軸心を通り、かつ前記ウォームの軸線と直交する線分を基準線としたときに、
   前記ウォームの歯部と前記ウォームホイールの歯部との噛み合い点の数が、
   前記基準線に対して前記ウォームホイールの回転方向側の方が、前記基準線に対して前記ウォームホイールの回転方向側とは反対側よりも多くなっている、
   減速機構付モータ。

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