JP2019110737A - モータ締結構造 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で、ギヤボックスに対するモータの回転軸の軸ずれを自動的に解消できるモータ締結構造を提供する。【解決手段】モータ締結構造１は、回転軸１２を有するモータ１１が固定されるモータハウジング１０と、回転軸１２に一体に設けられたサンギヤ１３と、サンギヤ１３に噛み合うプラネタリギヤ２１を収容するギヤボックス２０と、モータハウジング１０とギヤボックス２０とを締結するボルト３０と、モータハウジング１０とギヤボックス２０との間に介在する弾性部材４０とを備える。モータハウジング１には、ボルト３０が挿入される貫通孔１５ｈが形成されたボルト貫通部１５を有し、ギヤボックス２０には、ボルト３０が結合されるねじ穴２５ｈが形成されたボルト結合部２５を有する。そして、貫通孔１５ｈの内径がボルト３０の外径よりも所定量大きく設定されている。【選択図】図２

Description

本発明は、モータハウジングをギヤボックスに締結するモータ締結構造に関する。

自動車のドアとして、モータを駆動源として電動で開閉するスライドドア（所謂、パワースライドドア）が知られている。一般に、電動のスライドドアを開閉する駆動装置には、回転する回転軸を有するモータと、モータの回転軸の回転力を伝達するギヤ機構を有するギヤボックスとを組み合わせた伝動装置が用いられている。ギヤ機構としては、通常、遊星歯車機構が採用されている。遊星歯車機構は、サンギヤとサンギヤに噛み合うプラネタリギヤとを有し、サンギヤを中心としてプラネタリギヤが自転しつつ公転する構造を持つギヤ機構である。従来、モータの回転軸にサンギヤが一体に設けられており、モータとギヤボックスとは、モータを固定するモータハウジングとギヤボックスとをボルトで締結することで一体化している。

特許文献１は、電動モータにフランジ結合された遊星歯車伝動装置に関する発明を開示している。特許文献１には、電動モータの出力軸を収容する中空軸がケーシング内でセンタリングされて転がり軸受けを介して支承された伝動装置が記載され、伝動装置のケーシングと電動モータとをセンタリングせずにフランジ結合することが記載されている。

特表平９−５０７０１９号公報

従来、モータハウジングとギヤボックスとの締結は、例えば、ボルトが挿入される貫通孔をモータハウジングに設けると共に、貫通孔に連通しボルトが結合されるねじ穴をギヤボックスに設けておき、貫通孔に挿入したボルトをねじ穴にねじ結合することにより完全締結している。従来のモータ締結構造では、貫通孔の内径をボルトの外径（軸部の直径）と実質的に同一に設定しており、ギヤボックスに対してモータの回転軸の位置がずれる軸ずれが発生する場合がある。

遊星歯車機構では、サンギヤの位置が中心からずれていると、サンギヤとプラネタリギヤとの噛み合いが悪化して、プラネタリギヤに対する回転抵抗が増え、伝動効率の低下を招いたり、異音や振動を引き起こす原因になる。上述した従来のモータ締結構造では、例えば貫通孔の加工位置のバラツキなどにより、モータハウジングとギヤボックスとの間に組み付け誤差が生じる場合がある。そのため、モータハウジングとギヤボックスとを組み付けた際に、ギヤボックスに対してモータの回転軸が中心位置にセンタリングされず、回転軸の位置がラジアル方向にずれる軸ずれが発生する可能性がある。モータの回転軸が軸ずれした状態でモータハウジングとギヤボックスとがボルトで締結されると、サンギヤの位置が中心からずれてしまい、サンギヤとプラネタリギヤとの噛み合いが悪化するため、伝動効率が低下すると共に、異音や振動を引き起こす恐れがある。したがって、従来では、モータの回転軸が軸ずれしないように組み付けるため、ギヤボックスに対してモータの回転軸をセンタリングする調整作業が必要であった。

特許文献１のように、ギヤボックス内に転がり軸受によって支承された中空軸を設け、モータの回転軸を中空軸に嵌合させる分割構造とし、中空軸にサンギヤを一体に設けた場合、中空軸を設ける必要があり、部品点数が増え構成が複雑になり、製造コストが高くなるという問題がある。

本発明の目的の一つは、簡易な構成で、ギヤボックスに対するモータの回転軸の軸ずれを自動的に解消できるモータ締結構造を提供することにある。

（１）本発明の一態様に係るモータ締結構造は、
回転する回転軸を有するモータが固定されるモータハウジングと、
前記回転軸に一体に設けられたサンギヤと、
前記サンギヤに噛み合うプラネタリギヤを収容するギヤボックスと、
前記モータハウジングと前記ギヤボックスとを締結するボルトと、
前記モータハウジングと前記ギヤボックスとの間に介在する弾性部材と、を備え、
前記モータハウジングと前記ギヤボックスのうち、一方には、前記ボルトが挿入される貫通孔が形成されたボルト貫通部を有し、他方には、前記貫通孔に連通し、前記ボルトが結合されるねじ穴が形成されたボルト結合部を有し、
前記貫通孔は前記ボルトの外径よりも所定量大きい内径を有する。

上記モータ締結構造は、モータハウジングとギヤボックスの一方に貫通孔が形成されたボルト貫通部を有し、他方にねじ穴が形成されたボルト結合部を有しており、貫通孔の内径がボルトの外径（軸部の直径）よりも所定量だけ大きく設定されている。そのため、貫通孔とボルトとの間に所定のクリアランスが形成され、貫通孔に挿入したボルトをねじ穴にねじ結合してモータハウジングとギヤボックスとをボルトで締結した状態であっても、ギヤボックスに対してモータハウジングが相対的にラジアル方向に動くことが可能である。この状態でモータの回転軸が回転すると、回転軸の回転抵抗が最も小さくなる位置に回転軸が移動しようとする。具体的には、回転軸と一体に回転するサンギヤのプラネタリギヤに対する回転抵抗が最も小さくなる位置、即ち、サンギヤが中心に位置するように回転軸が移動しようとする。上記モータ締結構造では、貫通孔の内径がボルトの外径よりも大きく、ギヤボックスに対してモータハウジングがラジアル方向に可動であるため、回転軸の回転により、ギヤボックスに対して回転軸が中心位置にセンタリングされるようにモータハウジングがラジアル方向にスライドする。したがって、上記モータ締結構造によれば、モータハウジングとギヤボックスとを組み付けて締結した際にモータの回転軸が軸ずれしていたとしても、回転軸の回転により、回転軸が自動的にセンタリング（セルフセンタリング）される。よって、自動的に回転軸の軸ずれを解消でき、軸ずれに起因する伝動効率の低下を抑制できると共に、異音や振動の発生を抑制できる。また、モータハウジングとギヤボックスとを組み付ける際にギヤボックスに対してモータの回転軸をセンタリングする調整作業が不要になる。

更に、モータハウジングとギヤボックスとの間に弾性部材が介在することで、両者の接触を防止できると共に、弾性部材の制振効果により、振動によるモータハウジングとギヤボックスとの間の接触音を抑制できる。

上記モータ締結構造は、モータの回転軸にサンギヤが一体に設けられていることで、部品点数が少なく構成が簡易になり、製造コストを低減できる。

したがって、上記モータ締結構造は、簡易な構成で、ギヤボックスに対するモータの回転軸の軸ずれを自動的に解消できる。

実施形態１に係るモータ締結構造の一例を示す概略断面図である。 実施形態１に係るモータ締結構造の要部を拡大して示す要部拡大概略断面図である。

本発明の実施形態に係るモータ締結構造の具体例を、図面を参照して説明する。図中の同一符号は同一名称物を示す。

［実施形態１］
〔モータ締結構造の概要〕
図１、図２を参照して、実施形態１に係るモータ締結構造１を説明する。モータ締結構造１は、図１に示すように、モータハウジング１０とギヤボックス２０とをボルト３０で締結するものである。モータ締結構造１は、モータ１１が固定されるモータハウジング１０と、モータ１１の回転軸１２と一体に回転するサンギヤ１３と、プラネタリギヤ２１を収容するギヤボックス２０と、モータハウジング１０とギヤボックス２０とを締結するボルト３０と、モータハウジング１０とギヤボックス２０との間に介在する弾性部材４０とを備える。実施形態１のモータ締結構造１では、図２に示すように、モータハウジング１０に貫通孔１５ｈが形成されたボルト貫通部１５を有し、ギヤボックス２０にねじ穴２５ｈが形成されたボルト結合部２５を有する。モータ締結構造１の特徴の１つは、貫通孔１５ｈがボルト３０の外径よりも所定量大きい内径を有する点にある（特に図２参照）。

以下、モータ締結構造１の構成について詳しく説明する。なお、以下の説明において、モータハウジング１０側を上側、ギヤボックス２０側を下側とする。また、回転軸１２に直交する方向をラジアル方向とし、回転軸１２に沿った方向をスラスト方向とする。

（モータハウジング）
モータハウジング１０はモータ１１を固定する部材である。この例では、図１に示すように、モータハウジング１０がラジアル方向に突出するフランジ部１４を有しており、フランジ部１４にボルト貫通部１５が設けられている。ボルト貫通部１５には、図２に示すように、ボルト３０が挿入される円形の貫通孔１５ｈが形成されている。貫通孔１５ｈの詳細については後述する。

（モータ）
モータ１１は、図１に示すように、回転軸１２を有し、モータハウジング１０に固定されている。回転軸１２は、モータハウジング１０から下方に突出し、ギヤボックス２０の中央を通るように設けられており、モータ１１に通電することにより回転する。回転軸１２にはサンギヤ１３が一体に設けられており、回転軸１２と一体にサンギヤ１３が回転する。

（ギヤボックス）
ギヤボックス２０はサンギヤ１３に噛み合うプラネタリギヤ２１を収容する部材である。この例では、図１に示すように、ギヤボックス２０の上方にモータハウジング１０が配置され、ギヤボックス２０に対してモータハウジング１０が組み付けられる。モータハウジング１０のフランジ部１４と対向するギヤボックス２０の上端部には、ボルト貫通部１５と重なり合う位置にボルト結合部２５が設けられている。ボルト結合部２５には、図２に示すように、ボルト貫通部１５の貫通孔１５ｈに連通し、ボルト３０が結合されるねじ穴２５ｈが形成されている。また、ギヤボックス２０の下部中央には回転軸１２の下端部を軸支するベアリング２４が取り付けられている。

プラネタリギヤ２１は、図１に示すように、サンギヤ１３に噛み合うようにサンギヤ１３の外周に周方向に等間隔に配置されており、サンギヤ１３を中心として、複数のプラネタリギヤ２１が自転しつつ公転する。複数のプラネタリギヤ２１は円盤状のプラネタリキャリア２２に軸支された状態でギヤボックス２０内に収容されている。複数のプラネタリギヤ２１の外周側にはプラネタリギヤ２１に噛み合うリングギヤ２３が配置され、ギヤボックス２０内には複数のプラネタリギヤ２１（プラネタリキャリア２２）と共にリングギヤ２３が収容されている。サンギヤ１３、複数のプラネタリギヤ２１及びリングギヤ２３により、遊星歯車機構が構成される。

（ボルト）
ボルト３０は、軸部３１と頭部３２とを有し（図２参照）、モータハウジング１０とギヤボックス２０とを締結する部材である。図２に示すように、ボルト３０（軸部３１）が貫通孔１５ｈに挿入されてねじ穴２５ｈにねじ結合されることによって、モータハウジング１０とギヤボックス２０とが締結される。この例に示すボルト３０はリーマボルトである。

（弾性部材）
弾性部材４０は、モータハウジング１０（ボルト貫通部１５）とギヤボックス２０（ボルト結合部２５）との間に介在する部材である。この例では、図２に示すように、弾性部材４０は、中央にボルト３０が挿入される孔が形成された環状の部材である。弾性部材４０は、ギヤボックス２０に対するモータハウジング１０のラジアル方向の移動を許容しつつ、スラスト方向への付勢が可能なものであればよい。これにより、振動を弾性部材４０で吸収して制振効果を得ることができ、振動などによってモータハウジング１０とギヤボックス２０との間で発生する接触音を抑制できる。弾性部材４０としては、例えば、ばね座金、皿ばね座金、波形座金（ウェーブワッシャ）やゴム製のＯリングなどが挙げられる。この例に示す弾性部材４０は金属製のウェーブワッシャである。

弾性部材４０は、ギヤボックス２０に対するモータハウジング１０のラジアル方向の移動を許容できるように、モータハウジング１０とギヤボックス２０との間の摩擦抵抗を低減する観点から、モータハウジング１０及びギヤボックス２０との接触面積が小さいことが好ましい。そこで、モータハウジング１０及びギヤボックス２０のいずれに対しても点接触及び線接触の少なくとも一方の接触状態とできる弾性部材４０であることが好適である。この例に示すように弾性部材４０にウェーブワッシャを用いた場合は、モータハウジング１０及びギヤボックス２０のそれぞれに対して線接触となるため、接触面積が小さく、摩擦抵抗を低減できる。

（貫通孔）
貫通孔１５ｈの内径は、図２に示すように、ボルト３０の外径（軸部３１の直径）よりも所定量だけ大きく設定されており、貫通孔１５ｈとボルト３０（軸部３１）との間に所定のクリアランスが形成されている。そのため、モータハウジング１０とギヤボックス２０とがボルト３０で締結された状態であっても、ギヤボックス２０に対してモータハウジング１０がクリアランスの分だけラジアル方向に動くことが可能である。貫通孔１５ｈの内径は、貫通孔１５ｈの加工位置のバラツキに起因するギヤボックス２０に対する回転軸１２（図１参照）の軸ずれを吸収できる程度に設定されていればよい。具体的には、貫通孔１５ｈの内径φがボルト３０の軸部３１の直径ｄよりも０．１ｍｍ以上、更に０．１５ｍｍ以上大きく、クリアランスａが０．０５ｍｍ以上、更に０．０７５ｍｍ以上であることが挙げられる。貫通孔１５ｈの内径φの上限は、特に限定されないが、ボルト３０の頭部３２の直径よりも小さいことが挙げられる。

この例では、図２に示すように、貫通孔１５ｈに筒状のゴムブッシュ１６（図２中、太線ハッチングで示す）が圧入されている。これにより、振動などによって貫通孔１５ｈの内周面にボルト３０が接触することによる接触音を抑制できる。この例に示すように貫通孔１５ｈの内周面をゴムブッシュ１６が形成している場合は、ゴムブッシュ１６の内径が貫通孔１５ｈの内径になる。

＜作用効果＞
上述した実施形態１のモータ締結構造１は、次の作用効果を奏する。
貫通孔１５ｈの内径がボルト３０の外径よりも大きく、ギヤボックス２０に対してモータハウジング１０がラジアル方向に可動である。そのため、モータ１１の回転軸１２が回転することにより、回転軸１２に設けられたサンギヤ１３がギヤボックス２０に収容された複数のプラネタリギヤ２１に対して中心に位置するように、モータハウジング１０がラジアル方向にスライドする。したがって、モータハウジング１０とギヤボックス２０とを組み付けてボルト３０で締結した状態で回転軸１２に多少の軸ずれがあっても、回転軸１２の回転により、ギヤボックス２０に対して回転軸１２がセルフセンタリングされる。これにより、ギヤボックス２０に対する回転軸１２の軸ずれを自動的に解消できる。よって、軸ずれに起因する伝動効率の低下を抑制できると共に、異音や振動の発生を抑制できる。また、モータハウジング１０とギヤボックス２０とを組み付ける際に、従来行われていたギヤボックス２０に対して回転軸１２をセンタリングする調整作業を省略できる。

モータハウジング１０とギヤボックス２０との間に弾性部材４０が介在することで、両者の接触を防止できると共に、弾性部材４０の制振効果により、振動によるモータハウジング１０とギヤボックス２０との間の接触音を抑制できる。弾性部材４０がウェーブワッシャであることで、モータハウジング１０及びギヤボックス２０に対して接触面積が小さく、両者間の摩擦抵抗を低減できる。

モータ１１の回転軸１２にサンギヤ１３が一体に設けられていることで、部品点数が少なく構成が簡易になり、製造コストを低減できる。

本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。上述した実施形態１では、図１、図２を参照して説明したように、貫通孔１５ｈが形成されたボルト貫通部１５をモータハウジング１０に設け、ねじ穴２５ｈが形成されたボルト結合部２５をギヤボックス２０に設ける場合を例示した。これに限らず、例えば、ギヤボックスにフランジ部を形成してボルト貫通部を設ける一方で、モータハウジングにボルト結合部を設けてもよい。

本発明のモータ締結構造は、自動車のパワースライドドアの駆動装置に用いられる伝動装置において、モータハウジングとギヤボックスとの締結に利用可能である。

１ モータ締結構造
１０ モータハウジング １１ モータ
１２ 回転軸 １３ サンギヤ
１４ フランジ部
１５ ボルト貫通部 １５ｈ 貫通孔
１６ ゴムブッシュ
２０ ギヤボックス
２１ プラネタリギヤ ２２ プラネタリキャリア
２３ リングギヤ ２４ ベアリング
２５ ボルト結合部 ２５ｈ ねじ穴
３０ ボルト
３１ 軸部 ３２ 頭部
４０ 弾性部材（ウェーブワッシャ）

Claims (1)

1. 回転する回転軸を有するモータが固定されるモータハウジングと、
   前記回転軸に一体に設けられたサンギヤと、
   前記サンギヤに噛み合うプラネタリギヤを収容するギヤボックスと、
   前記モータハウジングと前記ギヤボックスとを締結するボルトと、
   前記モータハウジングと前記ギヤボックスとの間に介在する弾性部材と、を備え、
   前記モータハウジングと前記ギヤボックスのうち、一方には、前記ボルトが挿入される貫通孔が形成されたボルト貫通部を有し、他方には、前記貫通孔に連通し、前記ボルトが結合されるねじ穴が形成されたボルト結合部を有し、
   前記貫通孔は前記ボルトの外径よりも所定量大きい内径を有するモータ締結構造。

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